Полисахариды клубней георгины простой (Dahlia single L. ) Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

Краткие сообщения

УДК 615.322:582.998.1:547.458.06 ПОЛИСАХАРИДЫ КЛУБНЕЙ ГЕОРГИНЫ ПРОСТОЙ (DAHLIA SINGLE L.)

© Н.А. Ананьина , О.А. Андреева, Э. Т. Оганесян

Пятигорская государственная фармацевтическая академия, пр. Калинина, 11, Пятигорск, 357500 (Россия) E-mail: n.ananina@yahoo.com

В статье приведены сведения о выделении и химическом исследовании полисахаридов клубней георгины простой (Dahlia single L.). Установлено, что данный углеводный комплекс представлен водорастворимыми полисахаридами, пектиновыми веществами, гемицеллюлозами; исследован их качественный моносахаридный состав. Преобладающими в полисахаридном комплексе клубней георгины простой являются водорастворимые полисахариды и пектиновые вещества.

Ключевые слова: полисахариды, георгина простая, качественный моносахаридный состав.

Введение

Род Георгина (Dahlia Cav.) относится к семейству Сложноцветных (Asteraceae) и включает в себя около 19 классов (сортотипов) [1]. Более 10000 сортов георгин культивируется во всем мире как декоративные растения.

Георгина простая или однорядная (Dahlia single L.) - сорт георгины разнообразной (Dahlia variabilis), который длительно культивируется в Ставропольском крае и широко используется для озеленения парков и садов.

В настоящее время клубни георгин перерабатывают как перспективное инулинсодержащее сырье в США и в странах Европы для получения инулина, обладающего широким спектром фармакологического действия [2].

Изучение химического состава клубней георгин представляет несомненный интерес с точки зрения практического здравоохранения.

Из данных литературы известно, что клубни георгин содержат инулин, белки, органические кислоты.

Цель нашей работы заключалась в выделении и химическом изучении полисахаридов из клубней георгины простой (Dahlia single L.).

Экспериментальная часть

Объектом исследования служили воздушно-сухие измельченные клубни георгины простой (Dahlia single L.), заготовленные в 2005-2007 гг. в фазу плодоношения растения. Заготовка сырья производилась в Ботаническом саду Пятигорска.

Мы использовали методику последовательного фракционного выделения полисахаридов Н.К. Кочеткова и М. Sinnera [3]. С помощью этой методики полисахаридные комплексы из клубней георгины простой (Dahlia single L.) были разделены на фракции, содержащие водорастворимые полисахариды (ВРПС), пектиновые вещества (ПВ), гемицеллюлозы А и Б (ГЦ А и ГЦ Б).

Предварительно растительное сырье обрабатывали хлороформом для удаления красящих веществ и неуглеводных компонентов [4].

Для получения ВРПС использовали воздушно-сухой шрот сырья после экстракции неуглеводных компонентов. 100 г воздушно-сухого шрота экстрагировали 1,5 л воды при комнатной температуре и постоянном перемешивании в течение 12 ч. Полученное извлечение фильтровали, полисахариды из фильтрата осаждали двойным объемом 96% этилового спирта. Выпавшие плотные осадки отфильтровывали, промывали этиловым спиртом, затем сушили до постоянной массы и взвешивали.

Из шрота, оставшегося после получения ВРПС, выделяли ПВ. Экстракцию сырья проводили смесью

0,5% растворов щавелевой кислоты и оксалата аммония (1 : 1) при 100 °С в течение 1 ч. Извлечение фильтровали, ПВ осаждали однократным объемом 96% спирта этилового. Полученный осадок отфильтровывали, промывали этиловым спиртом, сушили до постоянной массы и взвешивали.

* Автор, с которым следует вести переписку.

13б

Н.А. Ананьина, О. А. AндРЕЕBA, Э.Т. Оганесян

Из шрота, оставшегося после выделения ПВ, выделяли гемицеллюлозы А и Б. Экстракцию проводили 7,5% раствором натрия гидроксида в течение суток. Извлечение фильтровали, доводили до pH 6 - 7 ледяной уксусной кислотой. Осадок ГЦ А отделяли центрифугированием, сушили до постоянной массы и взвешивали. Надосадочную жидкость после выделения ГЦ А диализовали против воды в течение 18 ч, ГЦ Б осаждали двукратным объемом 96% спирта этилового. Выделившийся осадок ГЦ Б отделяли центрифугированием, сушили до постоянной массы и взвешивали.

Для установления моносахаридного состава ВРПС, ПВ, ГЦ А и Б проводили их гидролиз 2 н серной кислотой при температуре 100 °С в течение 10 ч для ВРПС и в течение 48 ч для остальных полисахаридных комплексов [5]. Моносахариды определяли в гидролизатах методом хроматографии на бумаге FN-4 в системе растворителей н-бутанол-уксусная кислота-вода (4 : 1 : 5) параллельно с достоверными образцами моносахаридов. Хроматограммы обрабатывали анилинфталатным реактивом и 1% спиртовым раствором резорцина с 2 М кислотой хлористоводородной (1 : 9). Моносахариды проявлялись в виде пятен различной окраски.

Обсуждение результатов

В результате проведенных исследований из клубней георгины простой (Dahlia single L.) были выделены ВРПС, ПВ, ГЦ А и Б. Выход ВРПС составил 10,2%, ПВ - 4%, ГЦ А - 2,01%, ГЦ Б - 0,52% от воздушносухого сырья (см. табл.). Проведенный гравиметрический анализ показал преобладание в исследуемом полисахаридном комплексе водорастворимой фракции полисахаридов (ВРПС) и пектиновых веществ (ПВ).

ВРПС представляют собой кристаллический порошок светло-коричневого цвета, при растворении в воде образует слабомутный раствор. Полисахаридный комплекс дает положительные реакции осаждения со спиртом, ацетоном, реакцию с реактивом Фелинга после кислотного расщепления полисахаридов. Отрицательная реакция с йодом указывает на отсутствие глюкана типа крахмала.

ПВ представляют собой порошок светло-коричневого цвета, при нагревании растворяется в воде с образованием слабовязкого раствора.

Гемицеллюлозы А и Б представляют собой порошки буро-коричневого цвета, растворимые в горячей воде и хорошо растворимые в щелочи.

Методом бумажной хроматографии в гидролизатах ВРПС идентифицировали глюкозу и фруктозу, в ПВ - галактуроновую кислоту, рамнозу, арабинозу, глюкозу; в гидролизатах ГЦ А и ГЦ Б обнаружены нейтральные моносахариды: глюкоза, арабиноза, галактоза.

Характеристика полисахаридного комплекса клубней георгины простой (Dahlia single L.)

Фракция Bbra^, % Обнаруженные моносахариды

BPra: 10,2 Glc, Frc

rn 4,0 GalUA, Rha, Ara, Glc

ГЦ A 2,01 Glc, Ara, Gal

ГЦ Б 0,52 Glc, Ara, Gal

Выводы

1. В результате проведенных исследований были выделены и впервые разделены на фракции полисахариды из клубней георгины простой (Dahlia single L.). Установлено, что углеводный комплекс указанного растения представлен ВРПС, ПВ, ГЦ. Методом бумажной хроматографии установлен их качественный моносахаридный состав.

2. Преобладающими в исследуемом полисахаридном комплексе являются водорастворимые фракции полисахаридов (ВРПС) и пектиновые вещества (ПВ). Достаточно высокий выход полисахаридов говорит о перспективности использования клубней георгины простой (Dahlia single L.) в качестве источника не только инулина, но и ВРПС и ПВ.

Список литературы

1. Прохоров А.М., Гиляров М.С., Гусев А.А., Кнунянц И.Л. и др. Советский энциклопедический словарь. М.,1983. 291с.

2. Nilsson U., BjOrck I. Availability of cereal fructans and inulin in the rat intestinal tract // Carbohydrate and Fiber. New York, 1988. P. 1482-1486.

3. Кочетков Н.К. Химия биологически активных соединений. М.,1970. 631 с.

4. Орловская Т.В., Челомбитько В.А. Изучение углеводов Curcuma longa // Химия природных соединений. 2006. С. 389-390.

5. Sinner M., Puls J.J. The chromatographic behaviour of polysaccharides // Chromatography. 1978. V. 156. P. 194-204.

Поступило в редакцию З декабря 2007 г.