CC BY
118
УДК 582.998.1
ПОЛИСАХАРИДЫ В СОСТАВЕ ГЕОРГИН
С.Г. Денисова1 К.А Пупыкина2 Л.Н. Миронова1 Р.Р. Файзуллина2
Учреждение Российской академии наук Ботанический сад-институт Уфимского научного центра РАН, 450080, г. Уфа, ул. Менделеева 195/3
e-mail: svetik-7808@mail.ru
2)Башкирский государственный медицинский университет, 450000, г. Уфа, ул. Ленина, 3
В статье приводятся сведения по содержанию полисахаридов в корнеклубнях георгин. Оценивается перспективность их применения в качестве инулинсодержащего сырья.
Ключевые слова: высокомолекулярные фруктоза-ны, инулин, низкомолекулярные фруктозаны, фруктоза, георгины.
Введение
В последнее время возрос интерес к изучению инулинсодержащих растений, которые являются источниками получения фруктозы. Накопился обширный фактический материал об эффективном применении таких растений для профилактики и лечения сахарного диабета, так как они оказывают благоприятное влияние на углеводный, липидный обмен, повышают адаптивные возможности организма человека.
Инулин - высокомолекулярный полисахарид в основе которого лежат фруктозаны, являющиеся заменителями сахара, что имеет большое значение для больных сахарным диабетом (рис. !).
НО
О
С но >
Рис. 1. Молекула инулина
Инулин оказывает благотворное действие, в течение всего времени нахождения в организме человека. Попадая в желудочно-кишечный тракт, он расщепляется соляной кислотой и ферментами на отдельные молекулы фруктозы и короткие фрук-тозные цепочки, которые проникают в кровеносное русло. Оставшаяся нерасщеплен-ная часть инулина быстро выводится, «прихватив» с собой ненужные организму вещества, такие как тяжелые металлы, радионуклиды, кристаллы холестерина, жирные кислоты, различные токсические химические соединения.
Известно, что инулин является запасным питательным веществом представителей семейства Asteraceae, накапливается большей частью в подземных органах, максимальное его содержание отмечается осенью [4].
Объекты и методы исследования
Объектами фитохимического исследования служили 6 сортов георгины культурной из коллекции Ботанического сада-института Уфимского научного центра РАН (Колор Спектакль, Канзас, Винни Пух, Зной, Лебедушка, Черемушки). Данные сорта за вегетационный период формируют мощное гнездо корнеклубней массой от 1,3 до 2,7 кг. Для сравнения взяты дикорастущая форма Dahlia merckii Lehm. и Helianthus tuberosum L. (как основной источник получения инулина в РФ).
Макроскопический и микроскопический анализ свежего сырья проводили по методикам Государственной фармакопеи [1, 2]. Для исследования применяли микроскоп Мини-Мед 501 с увеличением 4х0,10х37,5; 10х0,25х7,6з; 40х0,6бх0,6з; а также фотосъемку с использованием фотонасадки и цифрового фотоаппарата Canon PC 1106. Полученное изображение редактировали в программе Microsoft Photo Editor.
Реактивы, используемые для проведения микроскопического и фитохимического (качественного и количественного) анализа готовили в соответствии с требованиями, указанными в Государственной фармакопеи [2].
Содержание высокомолекулярных фруктозанов (ВМФ), в пересчете на инулин, низкомолекулярных фруктозанов (НМФ - инулоидов) по отдельности, а также количество суммарных фруктозанов проводили спектрофотометрическим методом по реакции взаимодействия фруктозанов с резорцином в кислой среде. Для количественного определения были использованы методики, разработанные К.В. Беляковым [3]. Сырьем служили корнеклубни георгин, высушенные до воздушно-сухого состояния.
Статистическую обработку экспериментальных данных фитохимических исследований проводили в соответствии с требованиями Государственной фармокопеи [1] («Статистическая обработка результатов химического эксперимента и биологических испытаний»), с использованием критерия Стьюдента, с вычислением граничных значений доверительного интервала среднего результата и определением средней арифметической ошибки при различных значениях «п».
Результаты и их обсуждение
В Ботаническом саду-институте Уфимского научного центра РАН проводится большая работа по интродукции растений разных таксонов, экологических групп, жизненных форм. Из них определенный интерес представляют растения, содержащие ценные биологически активные вещества и являющиеся перспективными источниками их получения. В этом плане, актуально изучение представителей семейства Asteraceae, как основных источников накопления фруктозосодержащих углеводов, а именно растений рода георгина (Dahlia Cav.).
Макроскопический анализ аналитической пробы сырья проводили визуально и с помощью лупы (10х), обращая внимание на структуру корнеклубней георгин, цвет, запах и вкус водного извлечения. В результате были выделены следующие характерные внешние признаки: цельные или разрезанные куски (длиной до 70-100 мм и диаметром до 35 мм) клубневидноутолщенных корней с остатками отмерших надземных побегов. Поверхность корневищ светло-коричневого цвета, на изломе -серовато-белого цвета. От корнеклубней отходят немногочисленные, довольно крупные и длинные корни. Поверхность корней продольно-морщинистая желтоватобурого цвета, в изломе корни серовато-белые.
Для установления присутствия инулина в корнеклубнях георгин использовали реакцию Молиша [2]. Для этого приготовленный срез обрабатывали 1 каплей 0,05 %
раствора а-нафтола в присутствии концентрированной серной кислоты (рис. 2). При этом клетки, содержащие инулин окрашиваются в фиолетовый цвет.
Рис. 2. Поперечный срез корнеклубней георгин с рективом Молиша: многорядная пробка (1); клетки с инулином (2); первичная кора (3); сосуды ксилемы (4); паренхима сердцевины (5),
клетки идиобласты с эфирным маслом (6)
При микроскопическом анализе установлено, что паренхима коры состоит из крупных однородных клеток, заполненных инулином. При этом инулин образует игловидные кристаллы и сферокристаллы (рис.3.).
Рис. 3. Сферокристаллы инулина (1)
Таким образом, проведенное исследование показало, что корнеклубни георгин имеют вторичное пучковое строение с сильно развитой паренхимой, характерное для двудольных растений. В качестве диагностических признаков можно выделить присутствие сферокристаллов инулина в клетках паренхимы.
Биологически активные вещества в изучаемых образцах георгин имеют разнообразную химическую природу. Их выявляли с помощью метода хроматографического анализа.
В результате выявлено, что в сырье георгин содержится как инулин, так и фруктоза. На хроматограмме они представлены двумя пятнами оранжево-красного цвета с Я/ около 0,62 и Я/ около 0,68 соответственно.
Рис. 4. Хроматограмма (ТСХ): 1 - извлечение из сырья георгин; 2 - инулин; 3 - фруктоза
Таким образом, в результате качественных реакций и хроматографического анализа в образцах сырья георгин обнаружены полисахариды и фруктоза.
Поскольку в исследуемых образцах одновременно присутствуют фруктоза, инулин (высокомолекулярные фруктозаны) и инулоиды (низкомолекулярные фрук-тозаны), необходимо было определить количественно каждую группу в отдельности (рис. 5).
Рис. 5. Содержание фруктозанов в исследуемых образца
В результате было установлено, что максимальное накопление высокомолекулярных фруктозанов (инулина) отмечается в сортах Зной (66%) и Канзас (60%), в топинамбуре его содержание было в 1,2 раза меньше. В сортах Колор Спектакль, Винни
Пух и D.merckii количество инулина было в З,0-4,7 меньше, чем в топинамбуре. По содержанию низкомолекулярных фруктозанов и фруктозы лидирующее положение занимает топинамбур.
Выводы
1. Методами фармакогностического анализа определены показатели подлинности и доброкачественности корнеклубней георгин.
2. Изучен качественный состав сырья георгин. Установлено присутствие в нем фруктозосодержащих углеводов. Наличие инулина и фруктозы подтверждено методами хроматографического анализа.
3. Установлено количественное содержание основных групп биологически активных веществ. Выявлено, что максимальное накопление наиболее важной группы фруктозанов - инулина характерно для сортов Зной и Канзас. По содержанию низкомолекулярных фруктозанов и фруктозы лидирующее положение занимает топинамбур.
Список литературы
1. Государственная фармакопея СССР ll-е издание: Вып. l. Общие методы анализа. -М.: Медицина, l987. - ЗЗ6 с.
2. Государственная фаркопея СССР ll-е издание: Вып. 2. Общие методы анализа. Лекарственное растительное сырье. - М.: Медицина, l989. - 400 с.
3. Беляков К.В. Методологические подходы к определению биологически активных веществ в лекарственном растительном сырье спектрофотометрическим методом. М., 2004. -l88 с.
4. Самылина И.А. Лекарственные растения Государственной фармокопеи. - М.: «АНМИ», l999. - 487 с.
POLYSACCHARIDES IN DMIA STRUCTURE
S.G. Denisova1
K.A. Pupykina2
L.N. Mironova1
R.R. Fajzullina2
1)Russian Academy of Sciences Institution Botanical garden-institute ofRAS Ufa Research Centre,195/3 Mendeleev str., 450080, Ufa
e-mail: svetik-7808@mail.ru
2)Bashkir State Medical University 3,
Lenin str., 450000, Ufa
The article gives information on the study of chemical structure root-tuber dahlia qualitative and quantitative methods. Assessed the prospects of dahlias varieties as inulin-containing raw materials.
Key words: high-molecular weight fruktosans, inulin, low molecular weight fruktosans, fructose, dahlias.
