CC BY
62
УДК 54.061:54.062:615.322
http://dx.doi.org/10.26787/nydha-2686-6838-2020-22-7-50-59
REVIEW OF CLOUDBERRY SECONDARY METABOLITES AND THEIR BIOLOGICAL ACTIVITY
Whaley A.K., Ponkratova A.O., TeslovL.S., Luzhanin V.G.
Saint- Petersburg State Chemical Pharmaceutical University, Saint-Petersburg, Russian Federation
ОБЗОР ВТОРИЧНЫХ МЕТАБОЛИТОВ МОРОШКИ И ИХ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ
Уэйли А.К., Понкратова А.О., ТесловЛ.С., Лужанин В.Г.
ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный химико-фармацевтический университет» Минздрава России, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация.
Аннотация. Rubus chamaemorus L. многолетнее травянистое растение из семейства розоцветных, известное своими съедобными оранжево-янтарными плодами широко используемыми в кулинарии и народной медицине стран Европы, Азии и Америки. Широко распространено в северном полушарии, в таких странах, как Канада, Норвегия, Швеция, Финляндия, Монголия, северная часть Японии и Россия. Данный обзор включает в себя ботаническое описание, обзор химического состава вторичных метаболитов Rubus chamaemorus L., а также описание биологической и фармакологической активности морошки обыкновенной. В качестве основных вторичных метаболитов морошки можно выделить гидролизуемые таннины, проантоцианидины, флавоноиды (гликозида кверцетина), антоцианы (гликозиды цианидина) и фенолкарбоновые кислоты (кофейная, галловая и другие), которые характеры для большинства растений рода Rubus. Состав таннинов изучен лучше по сравнению с составом флавоноидов. В народной медицине морошку используют, как противоцинготное, мочегонное, потогонное и противовоспалительное средство. Противомикробная активность в отношение Staphylococcus aureus, Helicobacter pylori, Listeria monocytogenes, Escherichia rnli, Bacillus subtilis, Candida albicans и Campylobacter jejuni, а также антиканцерогенная, антимутагенная и антиоксидантная активность связывается с наличием в морошке обыкновенной эллаготаннинов с высоким уровнем эллаговой кислоты. Таким образом, за счет широкой распространенности на территории России, что обеспечивает достаточную для заготовок сырьевую базу, и высокой биологической и фармакологической активности, Rubus chamaemorus L. является перспективным источником получения биологически активных природных веществ с целью дальнейшей разработки на их основе эффективных и безопасных фармацевтических субстанций.
Abstract. Rubus chamaemorus L. is a perennial herbaceous plant from the Rosaceae family, known for its edible orange-amber berries that are widely used in cooking andfolk medicine in Europe, Asia and America. Widely distributed in the northern hemisphere, in such countries as Canada, Norway, Sweden, Finland, Mongolia, northern part of Japan and Russia. This review includes a botanical description, a review of the chemical composition of cloudberry secondary metabolites, as well as a description of the biological and pharmacological activity of cloudberry. Hydrolysable tannins, proanthocyanidins, flavonoids (quercetin glycosides), anthocyanins (cyanidin glycosides) and phenolcarboxylic acids (caffeic, gallic and others), which are typical for most Rubus genus plants, can be distinguished as the main cloudberry secondary metabolites. The composition of tannins is studied better in comparison with the composition of flavonoids. In folk medicine, cloudberry is used as an anti-scurvy, diuretic, diaphoretic and anti-inflammatory agent. Antimicrobial activity toward Staphylococcus aureus, Helicobacter pylori, Listeria monocytogenes, Escherichia coli, Bacillus subtilis, Candida albicans and Campylobacter jejuni as well as anticarcinogenic, antimutagenic and antioxidant activity has been associated with the presence of ellagitannins and with high-levels of ellagic acid in the cloudberry. Thus, due to the wide distribution in Russia, that provides a sufficient raw material base for procurement and high biological and pharmacological activity, Rubus chamaemorus L. is a promising source of biologically active natural compounds which can be used to further develop effective and safe pharmaceutical substances based on them.
Ключевые слова: морошка, Rubus chаmаemorus L., флавоноиды, фитохимия, полифенолы, эллаготанины, вторичные метаболиты, биологическая активность.
Keywords: Cloudberry, Rubus chamaemorus L., flavonoids, phytochemistry, polyphenols, ellagitannins, secondary metabolites, biological activity.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИМ СПИСОК
[1]. Thiem B. Rubus chamaemorus L. - a boreal plant rich in biologically active metabolites: A review // Biological Letters. 2003. vol. 40. no.1. P. 3-13.
[2]. Kähkönen M., Kylli P., Ollilainen V., Salminen J., Heinonen M. Antioxidant Activity of Isolated Ellagitannins from Red Raspberries and Cloudberries. Journal of agricultural and food chemistry. 2012. vol. 60. no.5. P.1167-1174. DOI: 10.1021/jf203431g
[3]. Kähkönen M., Hopia A., Heinonen M. Berry Phenolics and Their Antioxidant Activity. Journal of agricultural and food chemistry.2001. vol. 49 no.8. P. 4076-4082. DOI: 10.1021/jfö10152t
[4]. Jaakkola M., Korpelainen V., Hoppula K., Virtanen V. Chemical composition of ripe fruits of Rubus chamaemorus L. grown in different habitats. Journal of the science of food and agriculture. 2012. vol.92. no.6. P. 1324-1330. DOI: 10.1002/jsfa.4705.
[5]. Martinussen I., Uleberg E., Mcdougall G., Stewart D., Junttila O. Development and quality of cloudberry (Rubus chamaemorus L.) as affected by female parent, male parent and temperatur. Journal of Berry Research. 2010. vol.1. no.2. P. 91-101. D0I:10.3233/BR-2010-010.
[6]. Mcdougall G., Martinussen I., Junttila O., Verrall S., Stewart D. Assessing the Influence of Genotype and Temperature on Polyphenol Composition in Cloudberry (Rubus chamaemorus L.) Using a Novel Mass Spectrometric Method. Journal of agricultural and food chemistry. 2011. vol. 59. no. 20. P. 1086010868. DOI: 10.1021/jf202083b
[7]. Kaisu M., Afaf K., Törrönen A.R. Identification and Quantification of Phenolic Compounds in Berries of Fragaria and Rubus Species (Family Rosaceae). Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2004. vol.52. no.20. P. 6178-6187.
[8]. Honkanen E., Pyysalo T. The aroma of cloudberries (Rubus chamaemorus). Zeitschrift fur LebensmittelUntersuchung und Forschung. 1976. vol. 160. no. 4. P. 393-400. DOI: 10.1007/BF01106330
[9]. Nohynek L., Bailey M., Tähtihaiju J., Seppänen-Laakso T., Rischer H., Oksman-Caldentey K.-M., Puupponen-Pimiä R. Cloudberry (Rubus chamaemorus) cell culture with bioactive substances: Establishment and mass propagation for industrial use. Engineering in Life Sciences. 2014. vol.14. no. 6. P. 667-675. DOI: 10.1002/elsc.201400069
[10]. Pyysalo T., Honkanen E. The influence of heat on the aroma of cloudberries (Rubus Chamaemorus L.). Zeitschrift für Lebensmittel-Untersuchung und Forschung. 1977. vol. 163. no. 1. P. 25-30. DOI: 10.1007/BF01123552.
REFERENCES
[1]. Thiem B. Rubus chamaemorus L. - a boreal plant rich in biologically active metabolites: A review // Biological Letters. 2003. vol. 40. no.1. P. 3-13.
[2]. Kähkönen M., Kylli P., Ollilainen V., Salminen J., Heinonen M. Antioxidant Activity of Isolated Ellagitannins from Red Raspberries and Cloudberries. Journal of agricultural and food chemistry. 2012. vol. 60. no.5. P.1167-1174. DOI: 10.1021/jf203431g
[3]. Kähkönen M., Hopia A., Heinonen M. Berry Phenolics and Their Antioxidant Activity. Journal of agricultural and food chemistry.2001. vol. 49 no.8. P. 4076-4082. DOI: 10.1021/jf010152t
[4]. Jaakkola M., Korpelainen V., Hoppula K., Virtanen V. Chemical composition of ripe fruits of Rubus chamaemorus L. grown in different habitats. Journal of the science of food and agriculture. 2012. vol.92. no.6. P. 1324-1330. DOI: 10.1002/jsfa.4705.
[5]. Martinussen I., Uleberg E., Mcdougall G., Stewart D., Junttila O. Development and quality of cloudberry (Rubus chamaemorus L.) as affected by female parent, male parent and temperatur. Journal of Berry Research. 2010. vol.1. no.2. P. 91-101. D0I:10.3233/BR-2010-010.
[6]. Mcdougall G., Martinussen I., Junttila O., Verrall S., Stewart D. Assessing the Influence of Genotype and Temperature on Polyphenol Composition in Cloudberry (Rubus chamaemorus L.) Using a Novel Mass Spectrometric Method. Journal of agricultural and food chemistry. 2011. vol. 59. no. 20. P. 10860-10868. DOI: 10.1021/jf202083b
[7]. Kaisu M., Afaf K., Törrönen A.R. Identification and Quantification of Phenolic Compounds in Berries of Fragaria and Rubus Species (Family Rosaceae). Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2004. vol.52. no.20. P. 6178-6187.
[8]. Honkanen E., Pyysalo T. The aroma of cloudberries (Rubus chamaemorus). Zeitschrift fur Lebensmittel-Untersuchung und Forschung. 1976. vol. 160. no. 4. P. 393-400. DOI: 10.1007/BF01106330
[9]. Nohynek L., Bailey M., Tähtihaiju J., Seppänen-Laakso T., Rischer H., Oksman-Caldentey K.-M., Puupponen-Pimiä R. Cloudberry (Rubus chamaemorus) cell culture with bioactive substances: Establishment and mass propagation for industrial use. Engineering in Life Sciences. 2014. vol.14. no. 6. P. 667-675. DOI: 10.1002/elsc.201400069
[10]. Pyysalo T., Honkanen E. The influence of heat on the aroma of cloudberries (Rubus Chamaemorus
[11]. Rocabado G., Bedoya L., Abad M., Bermejo P. Rubus - A Review of its Phytochemical and Pharmacological Profile. Natural Product Communications. 2008. vol. 3. no. 3. P. 423-436.
[12]. Махлаюк В. П. Лекарственные растения в народной медицине. Саратов: Приволжское книжное издательство, 1991. 544 с
[13]. Luigi М., Luca D., Norum R., Scurvy and Cloudberries: A chapter in the history of nutritional sciences. The journal of Nutrition. 2011. vol. 141. no. 12. P. 2101-2105.
[14]. Puupponen-Pimia R., Nohynek L., Alakomi H., Oksman-Caldentey K. The action of berry phenolics against human intestinal pathogens. BioFactors. 2005. vol.23. no.4. P. 243-251
[15]. Davidson P.M., Cekmer H.B., Monu E.A., Techathuvanan C. The use of natural antimicrobials in food: an overview. Handbook of Natural Antimicrobials for Food Safety and Quality. 2015. P. 7. DOI: 10.1016/B978-1-78242-034-7.00001-3
[16]. Nohynek L., Alakomi H., Kahkonen M., Heinonen M. et al. Berry Phenolics: Antimicrobial Properties and Mechanisms of Action Against Severe Human Pathogens. Nutrition and Cancer. 2006. vol. 54. no.1. P. 18-32. DOI: 10.1207/s15327914nc5401_4
[17]. Thiem B., Goslinska J. Antimicrobial activity of Rubus chamaemorus leaves. Fitoterapia. 75. 2004. 9395. DOI: 10.1016/i.fitote.2003.08.014
[18]. Anthony J.-P., Fyfe L., Stewart D., Mcdougall G.J. Differential effectiveness of berry polyphenols as anti-giardial agents. Parasitology. 2011. vol.138. no.9. P. 1110-1116. DOI: 10.1017/S0031182011000825
[19]. Puupponen-Pimia R., Nohynek L., Juvonen R., Kosso T., Truchado P. et al. Fermentation and dry fractionation increase bioactivity of cloudberry (Rubus chamaemorus). Food Chemistry. 2016. vol. 197. P. 950-958. DOI: 10.1016/j.foodchem.2015.11.061
[20]. Gustinelli G., Eliasson L.. Svelander C. Andlid Т., Lundin L., Ahrne L., Alminger M. Supercritical Fluid Extraction of Berry Seeds: Chemical Composition and Antioxidant Activity. Journal of Food Quality. 2018. P. 1-10. DOI: 10.1155/2018/6046074
[21]. Kahkonen M., Kylli P., Ollilainen V., Salminen J.P., Heinonen M. Antioxidant activity of isolated ellagitannins from red raspberries and cloudberries. Journal of agricultural and food chemistry. 2012. vol.60. no.5. P. 1167-1174. DOI: 10.1021/jf203431g
[22]. Bezmaternykh K.V., Shirshova T.I., Beshlei I.V., Matistov N.V., Smirnova G.V., Oktyabr'skii O.N., Volodin V. Antioxidant activity of extracts from allium schoenoprasum l. and rubus chamaemorus l. growing in the komi republic. Pharmaceutical Chemistry Journal. 2014. vol.40. no.2. P. 36-40. DOI: 10.1007/s11094-014-1060-4
[23]. Lashmanova E., Kuzivanova O., Dymova O., Moskalev A. The Effects of Cloudberry Fruit Extract on Drosophila melanogaster Lifespan and Stress
L.). Zeitschrift fur Lebensmittel-Untersuchung und Forschung. 1977. vol. 163. no. 1. P. 25-30. DOI: 10.1007/BF01123552.
[11]. Rocabado G., Bedoya L., Abad M., Bermejo P. Rubus - A Review of its Phytochemical and Pharmacological Profile. Natural Product Communications. 2008. vol. 3. no. 3. P. 423-436.
[12]. Makhlayuk V. P. Lekarstvennyye rasteniya v narodnoy meditsine. Saratov: Privolzhskoye knizhnoye izdatelstvo. 1991. 544 s.
[13]. Luigi M., Luca D., Norum R., Scurvy and Cloudberries: A chapter in the history of nutritional sciences. The journal of Nutrition. 2011. vol. 141. no. 12. P. 2101-2105.
[14]. Puupponen-Pimia R., Nohynek L., Alakomi H., Oksman-Caldentey K. The action of berry phenolics against human intestinal pathogens. BioFactors. 2005. vol.23. no.4. P. 243-251
[15]. Davidson P.M., Cekmer H.B., Monu E.A., Techathuvanan C. The use of natural antimicrobials in food: an overview. Handbook of Natural Antimicrobials for Food Safety and Quality. 2015. P. 7. DOI: 10.1016/B978-1-78242-034-7.00001-3
[16]. Nohynek L., Alakomi H., Kahkonen M., Heinonen M. et al. Berry Phenolics: Antimicrobial Properties and Mechanisms of Action Against Severe Human Pathogens. Nutrition and Cancer. 2006. vol. 54. no.1. P. 18-32. DOI: 10.1207/s15327914nc5401_4
[17]. Thiem B., Goslinska J. Antimicrobial activity of Rubus chamaemorus leaves. Fitoterapia. 75. 2004. 93-95. DOI: 10.1016/j.fitote.2003.08.014
[18]. Anthony J.-P., Fyfe L., Stewart D., Mcdougall G.J. Differential effectiveness of berry polyphenols as anti-giardial agents. Parasitology. 2011. vol.138. no.9. P. 1110-1116. DOI: 10.1017/S0031182011000825
[19]. Puupponen-Pimia R., Nohynek L., Juvonen R., Kosso T., Truchado P. et al. Fermentation and dry fractionation increase bioactivity of cloudberry (Rubus chamaemorus). Food Chemistry. 2016. vol. 197. P. 950-958. DOI: 10.1016/j.foodchem.2015.11.061
[20]. Gustinelli G., EliassonL., Svelander C. AndlidT.. Lundin L., Ahrne L., Alminger M. Supercritical Fluid Extraction of Berry Seeds: Chemical Composition and Antioxidant Activity. Journal of Food Quality. 2018. P. 1-10. DOI: 10.1155/2018/6046074
[21]. Kahkonen M., Kylli P., Ollilainen V., Salminen J.P., Heinonen M. Antioxidant activity of isolated ellagitannins from red raspberries and cloudberries. Journal of agricultural and food chemistry. 2012. vol.60. no.5. P. 1167-1174. DOI: 10.1021/jf203431g
[22]. Bezmaternykh K.V., Shirshova T.I., Beshlei I.V., Matistov N.V., Smirnova G.V., Oktyabr'skii O.N.,
_Volodin V. Antioxidant activity of extracts from i
allium schoenoprasum l. and rubus chamaemorus l. growing in the komi republic. Pharmaceutical Chemistry Journal. 2014. vol.40. no.2. P. 36-40. DOI: 10.1007/s11094-014-1060-4
[23]. Lashmanova E., Kuzivanova O., Dymova O., Moskalev A. The Effects of Cloudberry Fruit Extract on Drosophila melanogaster Lifespan and Stress Resistance. Advances in Gerontology.2019. vol.9 no.2. P. 254-260. DOI: 10.1134/S2079057019020127
[24]. Lashmanova E., Kuzivanova O., Dymova O., Proshkina E., Moskalev A. The effects of cloudberry extract and b-carotene on lifespan of Drosophilla melanogaster. New biotechnology.2016.vol.33. P. 91. DOI: 10.1016/j.nbt.2016.06.1037
[25]. Afrin S., Giampieri F., Gasparrini M., Forbes-Hernandez T., Varela-Lopez A., Quiles J. Chemopreventive and Therapeutic Effects of Edible Berries: A Focus on Colon Cancer Prevention and Treatment. Molecules. 2016. vol. 21. no. 2. P. 169. DOI: 10.3390/molecules21020169
[26]. McDougall G.J., Ross H.A., Ikeji M., Stewart D. Berry Extracts Exert Different Antiproliferative Effects against Cervical and Colon Cancer Cells Grown in Vitro. Journal of agricultural and food chemistry. 2008. vol. 56. no. 9. P. 3016-3023. DOI: 10.1021/jf073469n
Conflict of Interest Statement. The authors declare no conflict of interest.
Author contributions. Whaley A.K- literature review, writing the text; Ponkratova A.O - literature review, writing the text; Teslov L.S- processing of materials, correction of the article; Luzhanin V.G - processing of materials, correction of the article.
Whaley A.K - SPIN-^: 6359-8870; ORCID ID: 0000-0002-4847-5924;
Research interests: Chemistry of natural compounds, 6 publications were published, 2 of them in SCOPUS, 4 in Higher Attestation Commission, and 3 in conference proceedings.
Ponkratova A.O - SPIN9506-3938; ORCID-ID: 0000-0003-4879-9336;
Research interests: Chemistry of natural compounds, 2 publications were published, 0 of them in SCOPUS, 0 in Higher Attestation Commission, and 2 in conference proceedings.
Teslov L.S - SPIN-^: 3916-8032; ORCID-ID: 0000-0001-5016-8811;
Research interests: Chemistry of natural compounds, more than 48publications were published, 0 of them in SCOPUS, 23 in Higher Attestation Commission, and 24 in conference proceedings.
Luzhanin V.G - SPIN8302-2645; ORCID ID: 0000-0002-6312-2027;
Research interests: Chemistry of natural compounds, 57 publications were published, 8 of them in SCOPUS, 11 in Higher Attestation Commission, and 37 in conference proceedings.
Заявление о конфликте интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Вклад авторов: Уэйли А.К - обзор литературы, написание текста; Понкратова А.О - обзор литературы, написание текста; Теслов Л.С - обработка материалов, редакция статьи; Лужанин В.Г - обработка материалов, редакция статьи.
Уэйли А.К - SPIN-код: 6359-8870; ORCID Ю: 0000-0002-4847-5924;
Сфера научных интересов, количество основных публикация: Химия природных соединения, опубликованы 6 публикаций из них 2 в СКОПУС, 4 в ВАК и 3 в материалах конференций.
Понкратова А.О - SPIN-код: 9506-3938; ORCID-ID: 0000-0003-4879-9336;
Resistance. Advances in Gerontology.2019. vol.9 no.2. P. 254-260. DOI: 10.1134/S2079057019020127
[24]. Lashmanova E., Kuzivanova O., Dymova O., Proshkina E., Moskalev A. The effects of cloudberry extract and b-carotene on lifespan of Drosophilla melanogaster. New biotechnology.2016.vol.33. P. 91. DOI: 10.1016/j.nbt.2016.06.1037
[25]. Afrin S., Giampieri F., Gasparrini M., Forbes-Hernandez T., Varela-Lopez A., Quiles J. Chemopreventive and Therapeutic Effects of Edible Berries: A Focus on Colon Cancer Prevention and Treatment. Molecules. 2016. vol. 21. no. 2. P. 169. DOI: 10.3390/molecules21020169
[26]. McDougall G.J., Ross H.A., Ikeji M., Stewart D. Berry Extracts Exert Different Antiproliferative Effects against Cervical and Colon Cancer Cells Grown in Vitro. Journal of agricultural and food chemistry. 2008. vol. 56. no. 9. P. 3016-3023. DOI: 10.1021/jf073469n
Сфера научных интересов, количество основных публикаций: Химия природных соединений, опубликованы 2 публикации из них 0 в СКОПУС, 0 в ВАК и 2 в материалах конференций.
Теслов Л.С- SPIN-код: 3916-8032; ORCID-ID: 0000-0001-5016-8811;
Сфера научных интересов, количество основных публикаций: Химия природных соединения, фармакогнозия, опубликованы 48 публикаций из них 0 в СКОПУС, 23 в ВАК и 24 в материалах конференций.
Лужанин В.Г- SPIN-код: 8302-2645; ORCID Ю: 0000-0002-6312-2027;
Сфера научных интересов, количество основных публикаций: Химия природных соединения, ботаника, опубликованы 57 публикаций из них 8 в СКОПУС, 11 в ВАК и 37 в материалах конференций.
Введение.Поиск новых фармацевтических субстанций является актуальной задачей для химико-фармацевтической индустрии. Растения являются перспективным источником получения безопасных и эффективных субстанций для лечения различных патологических состояний и их профилактики. Одним из таких растительных объектов можно считать морошку обыкновенную. Морошка обыкновенная - КыЬш chаmаemorus Ь. представляет собой двудомное многолетнее травянистое растение из семейства розоцветных (Rosaceae). Вегетативные и генеративные побеги, отходящие из ползучих корневищ, являются прямостоячими, имеют высоту до 25 см. На молодых побегах обычно содержатся от одного до четырех листьев с пластинками длиной 2-5 см и шириной 3-7 см. Листья простые, опушенные, у основания сердцевидные или почковидные, морщинистые, имеют 5-7 зубчатых лопастей. Железистые волоски встречаются в основном на нижней стороне листа и достаточно густо покрывают черешки, имеющие длину 1-7 см. Молодые листья ярко-зеленые, а зрелые темно-зеленые. Цветки одиночные, верхушечные, разнополые. Мужские и женские цветки имеют схожий общий вид. Мужские цветки раскрываются раньше и выделяют обильный нектар, а женские цветки производят его в очень небольших количествах. У мужских цветков, когда венчик опускается, чашечка сохраняется и расправляется, тогда как у женских цветков чашечка окружает молодой плод. Чаще всего, 5 (или более) лепестков имеют длину 8-12 мм., яйцевидную форму, они белые, опушенные и намного больше по размеру, нежели чашелистики. Цветоножка и чашечка покрыты железками. Плод - сборная съедобная костянка, состоит из 4-20 костянок, которые вначале красные, но по мере созревания становятся мягкими и оранжево-янтарной окраски. Каждая костянка содержит гладкое, твердое семя. Количество костянок зависит как от погодных
условий, так и от времени опыления и оплодотворения.
Растение размножается главным образом с помощью разветвленных корневищ, которые достигают до 10 м в длину и произрастают примерно на 10-15 см ниже поверхности земли. Новые надземные побеги развиваются из почек на корневищах. В результате такого вегетативного размножения отдельный клон может занимать площадь в несколько квадратных метров.
Растение произрастает исключительно в северном полушарии и имеет циркумполярный ареал. Ареал морошки распространен на трех континентах. В Северной Америке он простирается от Аляски через Канаду до Гренландии. В Европе встречается в основном в России, Норвегии, Швеции, Финляндии и Шотландии, тогда как в Центральной Европе морошка встречается редко. В Азии южная граница ареала простирается на восток через Россию, северную Маньчжурию, Монголию и на север Японии.
Морошка населяет в основном торфяные и верховые болота. Эти места обитания, как правило, кислые и бедные питательными веществами. Она также произрастает в тундре, часто обильно растет на участках, покрытых сфагновым мхом. Растения, растущие в разных местообитаниях, проявляют фенотипическую изменчивость. Экземпляры с длинными побегами и крупными листьями встречаются на затененных участках, а с короткими побегами и мелкими листьями - на открытых участках [1]. 1.Фитохимический состав морошки
Как и для большинства растений рода Rubus, основную группу вторичных метаболитов морошки, составляют полифенолы, среди полифенолов, обнаруженных в экстрактах плодов морошки, можно отметить наличие эллаготаннинов (77,1%), проантоцианидинов (5,9%), фенолкарбоновых кислот (12,2%), флавоноидов (2,6%) и антоцианов (0,4%) [2]. Состав таннинов более хорошо изучен по
сравнению с составом флавоноидов. В наибольшем количестве обнаружены
гидролизуемые таннины [3,4]. Данные по составу природных соединений, обнаруженных в плодах морошки, представлены в таблице 1.
Из-за довольно широкого применения плодов морошки в пищевой промышленности и в быту большая часть всех фитохимических исследований были проведены с плодами. Химический состав плодов морошки обыкновенный представлен в таблице 1. Исследовалось влияние различных факторов на их химический состав: температуры, уровня
Химический состав плодов морошки
освещенности и количества осадков. Было выявлено, что изменение некоторых вышеперечисленных факторов не оказывало значимого влияния на состав вторичных метаболитов, за исключением антоцианов и каротиноидов. Понижение температуры и большее количество осадков повышало содержание антоцианов, хотя общее количество других полифенолов оставалось, как правило, неизменным. Вопрос колебания уровня в-каротина в исследуемых плодах морошки остается пока не изученным [4, 5].
Таблица 1
обыкновенной - Rubus ^атавтогт Ь.
№ Название соединения Литературный источник
Гидролизуемые таннины
1 Пиллантусиин Г [2]
2 Педункулагин/Касуариин [2]
3 Касуариктин/Потентиллин [2]
4 Сангуиин Н-2 [2]
5 Сангуиин Н-6 [2,6]
6 Сангуиин Н-10 [2]
7 Эллаговая кислота [2]
8 Ламбертианин С [2,6]
Фенолкарбоновые кислоты
9 Галловая кислота [7]
10 Кофейная кислота [7]
11 р-Кумаровая кислота [7,8]
12 Феруловая кислота [7]
13 Изоферуловая кислота [8]
14 Бензойная кислота [7,8]
Проантоцианидины
15 (+)-Катехин [7]
16 (-)-Эпикатехин [7]
17 Процианидин B2 [7]
Антоцианины
18 Цианидин-3 -O-(2'' -0-глюкозил)рутинозид [7]
19 Цианидин-3 -0-софорозид [7]
20 Цианидин-3 -0-глюкозид [4]
21 Цианидин-3 -0-рутинозид [4]
Флавоноиды
22 Кверцетин-3 -0-глюкуронид [6,7]
23 Кверцетин-3 -0-глюкозид [7]
Терпеноиды
24 Рубиксантин [1]
25 в-Каротин [4]
26 а-Фенхен [8]
27 Гераниол [8]
28 Линалоол [8]
29 Линалил ацетат [8]
30 а-Терпинеол [8]
31 Изопинокамфон [8]
32 цис-, и транс-Линалоол оксид [8]
Table 1.
Chemical composition of cloudberry fruits - Rubus chamaemorus L.
Стероиды
33 ß-Ситостерол [9]
№ Compound name Reference
Hydrolysable tannins
1 Phyllanthusiin G [2]
2 Pedunculagin/Casuariin [2]
3 Casuarictin/Potentillin [2]
4 Sanguiin H-2 [2]
5 Sanguiin H-6 [2,6]
6 Sanguiin H-10 [2]
l Ellagic acid [2]
S Lambertianin C [2,6]
Phenolcarboxylic acids
9 Gallic acid [l]
10 Caffeic acid [l]
11 p-Coumaric acid [l,S]
12 Ferulic acid [l]
13 Isoferulic acid [S]
14 Benzoic acid [l,S]
Pro anthocyanidins
15 (+)-Catechin [l]
16 (-)-Epicatechin [l]
1l Procyanidin B2 [l]
Anthocyanins
1S Cyanidin-3 -O-(2 '' -O-glucosyl)rutinoside [l]
19 Cyanidin-3 -O-sophoroside [l]
20 Cyanidin-3 -O-glucoside [4]
21 Cyanidin-3 -O-rutinoside [4]
Flavonoids
22 Quercetin-3 -O-glucuronide [6Л]
23 Quercetin-3 -O-glucoside [l]
Terpenoids
24 Rubixanthin [1]
25 ß-Carotene [4]
26 a-Fenchene [S]
2l Geraniol [S]
2S Linalool [S]
29 Linalyl acetate [S]
30 a -Terpineol [S]
31 Isopinocamphone [S]
32 cis-, and trans-Linalooloxide [S]
Steroids
33 ß-Sitosterol [9]
Наряду с общим анализом плодов морошки, проводилось исследование состава эфирного масла, в котором было обнаружено более 80 соединений. Из терпеноидов в эфирном масле были обнаружены: а-фенхен, гераниол, линалоол, линалилацетат, а-терпиниол, изопинокамфон и цис- и транс-линолоолоксиды. При этом терпеноиды составляли лишь незначительную часть эфирного масла (около
1,3%) [8,10]. В результате исследований выяснилось, что эфирное масло содержит более 30 ароматических соединений, составляющих примерно 53% состава эфирного масла плодов морошки. Остальной состав эфирного масла представлен алифатическими
кислородсодержащими соединениями (спирты, альдегиды, кетоны, кислоты и сложные эфиры). Большинство из обнаруженных в эфирном масле
ароматических соединений в той или иной степени связаны с биосинтезом бензойной кислоты, которая обнаружена в высокой концентрации в плодах. Доминирующими ароматическими соединениями эфирного масла являются: бензиловый спирт (31,3%), метилбензоат (4,5%), ацетофенон (2,9%), 2-фенилэтанол (2,7%), 1-фенилэтанол (2,3%), этилбензоат (2,1%) и 4-винилфенол (1,8%) [9]. При дальнейших исследованиях эфирного масла морошки были обнаружены еще несколько
Соединения, образующиеся при термической
ароматических соединений, влияющих на ароматические свойства эфирного масла (ванилин, метилваниллат и ацетованиллон), а также новые соединения преимущественно гетероциклической природы (Таблица 2). Последние, по опубликованным данным, образуются из первоначально обнаруженных соединений в эфирном масле при его нагревании. Вторичные продукты, вероятно, влияют на вкус и аромат продуктов морошки, прошедших термическую обработку [10].
Таблица 2.
обработке эфирного масла плодов морошки.
№ Название соединения
1 Фурфурал
2 3 -Гидроксипиран-2-он
3 2-Пирролальдегид
4 3,5-Дигидрокси-2-метил-4Н-пиран-4-он
5 5 -Гидроксиметилфурфурал
Table 2.
Compounds formed by heat treatment.
№ Compound name
1 Furfural
2 3 -Hydroxypyran-2-one
3 2-Pyrrolealdehyde
4 3,5-Dihydroxy-2-methyl-4H-pyran-4-one
5 5 -Hydroxymethylfurfural
2. Перспективы использования Rubus chamaemorus L. в медицине. В северных странах Европы, Азии и Америки плоды Rubus chamaemorus L. нашли широкое применение как противоцинготное, мочегонное, потогонное и противовоспалительное средство, листья используются как вяжущее,
кровоостанавливающее, мочегонное,
противовоспалительное и ранозаживляющее средство [11,12,13]. Плоды морошки являются богатым источником витамина С (~ 0.8 мг/г свежих ягод), обладают антимикробной активностью, а также применяются в пищу как источник макро- и микроэлементов, таких как Fe, Cu, Mn, Zn, Mg, K, Ca и P [6,11]. Финскими учеными было исследовано селективное ингибирующее действие фенольных соединений морошки и других ягодных растений (клюква, малина, клубника, черника) в отношении желудочно-кишечных патогенов.
Антимикробный эффект наблюдался в отношении Staphylococcus aureus, Helicobacter pylori, Listeria monocytogenes, Escherichia ooli, Bacillus subtilis, Candida albicans [11] и
Campylobacter jejuni [14]. Авторы связывают эту активность в отношении данной группы микроорганизмов с наличием в морошке эллаготаннинов. Активность же в отношении Salmonella enterica связывают в основном с присутствием органических кислот - лимонной, яблочной и бензойной [4,15,16]. Результаты антимикробной активности экстракта из листьев коррелируют с исследованиями экстрактов из плодов. Антимикробная активность экстракта из листьев наблюдалась в отношении Staphylococcus aureus ATCC 9538 и epidermidis ТСЕС 11047, Micrococcus luteus NCTC 8196, Escherichia coli NCTC 8196, Bacillus subtilis ATCC 6633 и Candida albicans ATCC 10231 [17]. С наличием эллаготаннинов также связывают
антинеопластическую [11] и ингибирующую активность в отношении кишечных паразитов Giardia duodenalis [11,18]. Отмечалось, что эффективность в отношении кишечных лямблий вызвана также наличием значительного количества неконьюгированной n-кумаровой и бензойных кислот. Полная смертность трофозоитов Giardia duodenalis наблюдалась при
концентрации полифенолов 66 ^g/мл в пересчете на галловую кислоту, что по эффективности сравнимо с применяемым в настоящее время лекарственным препаратом - метронидазолом
[18]. Испанскими учеными была установлена амебостатическая активность экстракта из плодов морошки в отношении патогенных, свободно живущих амеб из рода Acanthamoeba, возбудителей гранулематозного амебного энцефалита, амебного кератита, амебного пневмонита и кожных инфекций [11].
Проводился ряд исследований по изучению стабильности фенольных соединений и их антибактериальной активности в плодах, которые хранились замороженными в течении года. Было обнаружено уменьшение содержания гидроксикоричных кислот и флавонолов до 5578% и 0-45%, соответственно, от первоначального количества. Содержание эллаготаннинов уменьшилось до 95% от первоначального количества, однако морошка показала одинаково сильную активность в отношении невирулентной Salmonella Typhimurium SH-5014 на протяжении всего периода хранения.[16] Изучалось также влияние сухого фракционирования на биологическую активность морошки. Было проведено сухое фракционирование жмыха плодов морошки, в результате чего происходило разложение эллаготаннинов до производных эллаговой кислоты. По данным исследователей, в процессе сухого фракционирования происходит распределение фенольных соединений по фракциям. Так, например, танины концентрировались в тонкой фракции, а флавонолы были обнаружены в основном в грубой фракции. Производные эллаговой кислоты были равномерно распределены между сухими фракциями. Учеными были получены результаты, согласно которым ферментация и сухое фракционирование статистически значимо увеличивали антиадгезионную и
противовоспалительную активность морошки. Мелкая фракция семян показала значительное ингибирование P-фимбрий-опосредованного анализа гемагглютинации уропатогенной кишечной палочки. Грубая фракция семян значительно снижала продукцию NO и IL-6 и экспрессию iNOS в активированных макрофагах
[19].
Проводились также исследования по изучению антиоксидантной активности Rubus chamaemorus. Лнтиоксидантную активность
оценивали методом БРРИ [20,21], а также оценивалась активность экстракта из плодов на живых бактериях, находящихся под воздействием окислительного стресса [22]. В исследованиях на бактериях была продемонстрирована
способность экстракта активировать гены ОхуЯ-регулона и влиять на активность Яро8-контролируемой системы общего окислительного стресса, что, как предполагается, вносит основной вклад в антиоксидантную активность исследуемых экстрактов [22]. А в исследованиях методом БРРИ эллаготаннины плодов показали значительную антиоксидантную активность в отношении окисления эмульсий липопротеина низкой плотности человека и метиллинолеата. Таким образом можно сказать, что эллаготаннины вносят значительный вклад в антиоксидантную активность морошки [21].
В результате эксперимента на Бго8орЫ11а me1anogaster, было установлено, что добавление экстракта из плодов морошки в пищу в течении 30 дней увеличивал продолжительность жизни на 11-19% у женских особей, в то время как у мужских особей эффект наблюдался слабо, а в некоторых случаях даже был негативным [23]. Исследователи предполагают, что данный эффект, в той или иной степени, связан с наличием в экстракте Ь-каротина [23,24].
Следует также отметить, что в питании человека диеты богатые ягодами, оказывают значительную пользу против нескольких типов рака, включая рак толстой кишки. Морошку используют в данных целях, как источник эллаготаннинов с высоким уровнем эллаговой кислоты, обладающей сильной
антиканцерогенной, антимутагенной и
антиоксидантной активностью [25,26]. Экстракты, в которых доминируют полифенолы, показали значительную антипролиферативную активность, наблюдалось ингибирование клеточного роста и апоптоз клеток. Введение лиофилизированной морошки в питание значительно уменьшало количество опухолей и размер кишечных аденом у мышей [25].
Заключение. Таким образом, морошка обыкновенная (ЯиЪш еИатавтогш Ь.) является перспективным природным источником получения фармацевтических субстанций, для лечения и профилактики различных патологических состояний, в том числе рака. Немаловажным моментов является широкое распространение данного вида сырья на территории России, что обеспечивает
достаточную для заготовок возобновляемую сырьевую базу.
Ответственный за переписку: Понкратова Анастасия Олеговна - Младший научный сотрудник кафедры фармакогнозии, ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный химико-фармацевтический университет» Минздрава России, г. Санкт-Петербурга, Российская Федерация, E-mail:
anastasiya.ponkratova@yandex.ru
Corresponding Author: Anastasiia Ponkratova - Junior Research Fellow of the pharmacognosy department, Saint- Petersburg State Chemical Pharmaceutical University, Saint-Petersburg, Russian Federation, E-mail: anastasiya.ponkratova@yandex. ru
