CC BY
42
йЛ
УДК 613.63:615.218
ПРОБЛЕМА ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ И ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЕЕ РЕШЕНИЯ
С.Е. Дмитрук, И.В. Федько, Ю.А. Кочегурова, С.Н. Ефимов
Показана экологическая целесообразность рационального использования растительного сырья и продуктов его промышленной переработки. На примерах известных пищевых растений (ячмень обыкновенный, рыжик яровой, гречиха посевная) доказано присутствие е отходах переработки их зерна таких известных в фармакологическом отношении групп биологически активных веществ (БАВ), как фенольные соединения, каротиноиды: полисахариды и др.
Известно, что растения были и остаются одним из важнейших источников сырья для получения лекарственных препаратов. В то же время в последние годы становятся крайне актуальными вопросы рационального использования сырьевых ресурсов. Проблема усугубляется тем, что нерациональность использования сырья и несовершенство технологий его переработки в ряде отраслей промышленности, в том числе и в фармацевтической, обернулись для биосферы мощным антропогенным давлением. Это прежде всего загрязнение промышленными отходами, снижение продуетивности возобновляющих биологических ресурсов, в том числе и растительного происхождения. К сожалению, существующие решения проблемы отходов растительного происхождения не получают широкого распространения, на практике они, как правило, не применяются. Фактом, подтверждающим сказанное, служат те огромные скопления отходов в разных отраслях, связанных с переработкой растительного сырья, в том числе в фармацевтической промышленности.
О важности и экологической целесообразности комплексного использования растительного сырья еще в 70-е годы прошлого века говорил профессор И.А. Муравьев [6]. По его мнению, нельзя перерабатывать огромное количество растительного сырья ради извлечения 0,4-0,5 % действующего вещества, а остальные 99 % выбрасывать в отвал. Очень часто, отмечает ученый, в таком отвале мы теряем много сопутствующих ценных веществ. По его мнению, одной из существенных причин нерационального использования лекарственного сырья является отсутствие единообразия в нормировании и логической взаимосвязи между показателями качества исходного сырья и получаемых экстракционных препаратов.
Вопросам комплексного использования сырья эфиромасличных растений посвящено сообщение Г.И. Калинкиной с соавторами [3], которыми были исследованы шроты чабреца, тысячелистника азиатского и багульника болотного. Из указанных отходов был выделен полиса-харидный комплекс и доказано присутствие в маточнике веществ фенольной природы, кароти-ноидов, витаминов К и С, а в шроте багульника болотного установлено наличие арбутина, фла-воноидов и кумаринов. По заключению авторов исследования, оставшиеся шроты после отгонки
эфирных масел являются ценным источником других групп БАВ, в которых заинтересована медицина.
Примером рационального использования растительного сырья может служить сообщение [1], в котором авторы предлагают разработанный способ получения оливкового масла из мякоти спелых плодов, а жом и сок после выжимки рекомендуют использовать для получения тритер-пеновых кислот и маннита. Экстракт, полученный из сока, обладает гипотензивным действием., а щелочные промывные воды при консервировании неспелых плодов являются перспективными для создания гипохолестеринемических препаратов.
Широкомасштабные исследования в области комплексного использования растительного сырья с целью получения фитопрепаратов выполнены на кафедре фармацевтической технологии Алтайского государственного медицинского университета [7]. В результате В.Ф. Турецковой с соавторами установлено, что в коре и побегах облепихи крушиновидной, являющихся неиспользованными отходами агротехнических мероприятий, содержится до 41 % БАВ гидрофильного характера. Среди последних превалирующее место занимают такие полифенольные соединения, как флавоноиды группы катехина и лейкоцианидина, а также конденсированные дубильные вещества (до 28,1 %). Для коры осины доказано, что доминирующее место среди БАВ гидрофильного характера занимают простые фенольные соединения. Выполненные авторами комплексные исследования доказали, что побеги и кора облепихи, а также кора осины могут быть использованы в качестве сырья для получения лекарственных средств. Фармакологические исследования подтвердили данное заключение и показали, что выделенные суммарные комплексы обладают высокой противоопухолевой и антиметостатической активностью.
Изложенные факты и многие другие примеры свидетельствуют об актуальности исследований по проблеме растительных отходов и комплексной переработки соответствующего сырья.
Серьезный отпечаток на актуальность указанных исследований накладывает и ресурсный фактор, так как в современных рыночных условиях доступность сырья наряду с фармакологическими свойствами его БАВ в конечном итоге определяют рыночный спрос на предлагаемый препарат. С данной точки зрения наибольший интерес вызывают отходы переработки сельскохозяйственных культур, которые нередко накапливаются в огромных количествах.
В этом плане наше внимание привлекли ячмень обыкновенный, рыжик яровой и гречиха посевная. Указанные объекты содержат белки, крахмал, сахара, жиры, витамины, клетчатку, микроэлементы. Кроме того, околоплодник ячменя богат витаминами группы В, никотиновой кислотой, что позволяет использовать его при гиповитаминозе, заболеваниях сердечно-сосудистой и нервной системы. В рыжиковом масле содержится линоленовая кислота, которая обладает лечебно-профилактическими свойствами при различных заболеваниях.
Следовательно, околоплодники ячменя и гречихи, а также жмых рыжика ярового являются перспективным сырьем для выделения БАВ и создания на их основе лекарственных препаратов
и биологически активных добавок (БАД) к пище.
Целью нашего исследования явилось обнаружение основных групп биологически активных веществ в жмыхе рыжика, околоплодниках ячменя и гречихи.
Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:
- определить качественный состав БАВ в жмыхе рыжика, а также в околоплодниках ячменя и гречихи;
- установить количественное содержание фенольных соединений, полисахаридов и каро-тиноидов;
- для водных экстрактов указанных объектов исследования изучить антимутагенные свойства.
Выбор объектов исследования был обусловлен, с одной стороны, сырьевой базой, т.е. тем, что они являются многотоннажными отходами переработки сельскохозяйственной продукции! с другой - богатым химическим составом зерен ячменя, гречихи и семян рыжика, который
обусловливает их широкое использование в народной медицине.
Данные литературных источников свидетельствуют, что ячмень обыкновенный (Hordeum vulgare) - одна из древнейших культур, возделываемых человеком. На территории России его возделывали еще за четыре - пять тысяч лет до нашей эры. Зерно ячменя широко используется человеком с древности для производственных, кормовых и технических целей. Кроме того, что из него вырабатывают муку, крупы ячневую и перловую, ячмень является основным сырьем для производства солода, необходимого компонента при производстве пива.
Зерна ячменя содержа- крахмал и другие углеводы (63,9 %). белки (10-12 %), жиры (2,12,5 %), клетчатку (5,5-7.1 %), зольные вещества (2,8 %), различные ферменты. По данным литературы, водные извлечения зерен ячменя обладают противовоспалительным, мягчительным и обволакивающим действием. Они снимают воспаление слизистых оболочек внутренних органов и кожи., оказывают общеукрепляющее и тонизирующее действие.
Настой используют при геморрое, диатезе, кашле, желудочных заболеваниях, почечнокаменной болезни и особенно при болезнях мочевого пузыря и мочевыводящих путей. Настой
благотворно влияет на нервную систему.
Ванну из ячменного солода применяют как мягчительное средство при воспалительных
процессах на коже.
Рыжик яровой (Camelina sativa) - однолетнее или зимующее растение, произрастающее на территории от Средиземноморья до Центральной Азии. Его семена используются для производства растительного масла, жирно-кислотный состав которого максимально удовлетворяет
потребности человека по сравнению с подсолнечным маслом.
Благодаря наличию в рыжиковом масле ряда моно- и полиненасыщенных'жирных кислот, в том числе линоленовой, которая встречается только в рыбьем жире и семенах льна, оно имеет выраженные лечебно-профилактические свойства при нарушениях жирового обмена, атеросклерозе, снижает уровень холестерина в крови.
Гречиха посевная (Fagopyrum sagittatum Gilib.) - однолетнее травянистое растение, широко культивируется в средней полосе европейской части России, на Украине, в Белоруссии как крупяная культура. В листьях и цветках гречихи содержатся рутин, фенолкарбоновые кислоты, флавоноиды [4]. Крупа из плодов содержит белки, крахмал, сахара, жиры, витамины В2, Р, РР, фолиевую кислоту, соли железа, фосфора, кальция, йода, брома и др. Перечисленные БАВ обеспечивают препаратам на основе сырья гречихи спазмолитическое, противомикробное, бо-
леутоляющее, отхаркивающее и обволакивающее действие. Они также улучшают углеводный и жировой обмен, укрепляют стенки кровеносных сосудов, снижают их проницаемость.
Таким образом, даже краткая информация об объектах исследования свидетельствует, что все они содержат БАВ, целебные свойства которых можно и нужно использовать в медицинской практике.
Согласно поставленным задачам качественный состав и количественное содержание фе-нольных соединений (суммы и флавоноидов), каротиноидов, полисахаридов, антрахинонов, жирных и аскорбиновой кислот изучались с использованием общеизвестных и доступных методик [2, 5]. В результате фитохимическогс исследования было установлено, что каждый из трех объектов содержит все вышеперечисленные группы БАВ. Их мономерный состав в основном представлен для полисахаридного комплекса - глюкозой, галактозой, рамнозой и галакгуроно-вой кислотой; для аминокислот - лизином, метионином, треонином, аланином, аспарагином и
глутамином.
Количественное содержание фенольных соединений, каротиноидов, полисахаридов, антрахинонов, жирных и аскорбиновой кислот представлено в таблице, из которой видно, что по некоторым показателям исследуемые объекты мало отличаются, но для других (каротиноиды, жирные кислоты) отмечены существенные различия.
Таблица 1 - Количественное содержание БАВ в жмыхе семян рыжика, околоплодниках ячменя и гречихи
Источник БАВ Фенольные соединения сС 5 0 X О а п С е I Ч X а 03 X я о X С О с: с Каротиноиды — Жирные кислоты
Жмых семян рыжика 0,4±0,06 0,29±0,02 12,84±0,65 0,14±0,01 11,84±0,70
Околоплодник ячменя 0,48±0,06 0,2±0,01 11,86±0,60 0,08±0,00 следы
Околоплодник гречихи 1,1610,08 0,32±0,02 | 13,74±0,70 | 0,11±0,00 ■ I ... - следы
Результаты анализа содержания основных групп БАВ в жмыхе семян рыжика, околоплодниках ячменя и гречихи видно дают основание прогнозировать следующие фармакологические эффекты. Так, например, содержание флавоноидов является фактором, по которому можно судить о Р-витаминной активности исследуемого объекта, кроме того, для них доказано бактерицидное и желчегонное действие, антиоксидантная активность и способность удалять из организма радиоактивные вещества.
В свою очередь, сегодня известно, что как отдельные моносахара, так и полисахаридный
комплекс в целом способны обеспечить антибиотическую, противовирусную, противоопухолевую и антисклеротическую активность фитопрепаратов.
Интересно отметить факт заметного количественного содержания ненасыщенных жирных кислот в жмыхе семян рыжика, которые в совокупности с токоферолами обеспечивают в организме антиоксидантные и антисклеротические свойства, а также регулируют уровень холестерина в крови.
Перечисленные примеры фармакологических свойств БАВ, содержащихся в выбранных объектах, можно дополнить и свойствами витаминов, которые также содержатся в отходах
сельскохозяйственного производства в заметных количествах.
О целесообразности практического использования жмыха семян рыжика, околоплодников гречихи и. ячменя с целью получения из них суммарных биологически активных комплексов можно судить и по результатам антимутагенной активности. Из указанных источников БАВ получали водные извлечения, которые подвергались микроядерному анализу. В результате оказалось, что все они обладают антимутагенной активностью на уровне препарата сравнения альфа-токоферола, вводимого в дозе 1,09 мг/кг.
Таким образом, выполненные фитохимические исследования жмыхов семян рыжика, околоплодников ячменя и гречихи показали, что все они являются полноценными источниками многих групп БАВ и могут быть использованы в качестве доступного сырья для получения лекарственных препаратов и биологически активных добавок к пище.
ЛИТЕРАТУРА
1. Алиев A.M., Мевсумов И.С. Перспективы безотходного использования маслины европейской, культивируемой в Азербайджане II Тез. докл. IV Всесоюзн. съезда фармацевтов. - Казань, 1986-С. 236-237.
2. Государственная фармакопея СССР. Т. 1. - 11 -е изд. - М: Медицина, 1987. - 336 с.
3. Калинкина Г.И., Белоусова Н.И., Грищин A.B. и др. Эфирномасличные растения флоры Сибири и комплексное их использование II Тез. докл. IV Всесоюзн. съезда фармацевтов. - Казань, 1986,-С. 238-239.
4. Ковалев В.Н., Шестко И.Э., Конкина И.А. Фитохимическое изучение биологически активных веществ активных комплексов околоплодника гречихи и травы чины посевной II Состояние и перспективы создания новых готовых лекарственных средств и фитохимических препаратов. -Харьков, 1990. - С. 75.
5. Методическое пособие по фитохимическому анализу лекарственного сырья / A.A. Долгова, С.Д. Иванова, Н.С. Игнатьева и др. - М., 1966. - 109 с.
6. Муравьев И.П. Коллективное использование лекарственного растительного сырья в производстве // Ресурсы дикорастущих лекарственных растений СССР: Матереалы Всесоюз.
науч.-техн. совещания. - Москва, 1975. - С. 46-48.
7. Турецкова В.Ф., Гаркунова Г.Н., Каледина Т.В. Определение БАВ липофильного характера в коре облепихи // Вопросы клинической и теоретической медицины. - Барнаул, 1994. - Т. 2. -С. 133-135.
