CC BY
28
УДК 615.322:543.54 Б01: 10.21626/уе81шк/2022-2/11 ББМ: ХБВША
РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СУММЫ ФЛАВОНОИДОВ В ПОЛЫНИ МЕТЕЛЬЧАТОЙ ТРАВЕ
© Айрапетян Э.Э., Леонова В.Н., Коновалов Д.А.
Пятигорский медико-фармацевтический институт - филиал Волгоградского государственного медицинского университета (ПМФИ - филиал ВолгГМУ)
Россия, 357532, Ставропольский край, г. Пятигорск, пр. Калинина, д. 11
Растения рода Artemisia имеют богатый комплекс биологически активных соединений, среди которых преобладают эфирные масла, сесквитерпеновые лактоны, флавоноиды, ацетиленовые соединения. Особое внимание привлекает Artemisia scoparia Waldst. et Kit. Благодаря широкому спектру терапевтической активности полынь метельчатая используется в качестве желчегонного, гепатопротекторного, антимикробного, противовоспалительного средства.
Флавоноиды являются одной из ведущих групп биологически активных соединений (БАВ) в водных и водно-спиртовых извлечениях из надземной части полыни метельчатой. Эти соединения обладают мощным гепатопро-текторным, желчегонным, противовоспалительным, противовирусным эффектами.
Цель исследования: разработка методики количественного определения суммы флавоноидов в траве полыни метельчатой.
Материалы и методы. Объектом исследования явилась полыни метельчатой трава, собранная в фазу цветения в Никитском ботаническом саду в 2016-2020 годах. Количественное определение суммы флавоноидов в сырье проводили методом УФ-спектроскопии.
Результаты. Установлено, что дифференциальный спектр комплексного соединения исследуемого извлечения с алюминия хлоридом по положению максимума светопоглощения (410 нм) не отличается от дифференциального спектра комплекса рутина с ионами алюминия. Содержание суммы флавоноидов в пересчете на рутин в образцах полыни метельчатой травы, заготовленных в фазу цветения в 2016-2020 гг. в Никитском ботаническом саду, составляет в среднем 1,95±0,05% в пересчете на абсолютно сухое сырье.
Заключение. Разработана методика количественного определения суммы флавоноидов в сырье полыни метельчатой методом УФ-спектрофотометрии в пересчете на рутин. Данная методика позволяет оценивать качество Полыни метельчатой травы по содержанию одной из основных групп действующих веществ - флавоноидов.
Ключевые слова: полынь метельчатая; флавоноиды; рутин; УФ-спектрофотометрия.
Айрапетян Эмма Эдуардовна - аспирант кафедры фармакогнозии, ботаники и технологии фитопрепаратов, ПМФИ - филиал ВолгГМУ, г. Пятигорск. ORCID iD: 0000-0002-4435-7074. E-mail: airapetyan0505@mail.ru (автор, ответственный за переписку)
Леонова Виктория Нодарьевна - канд. фарм. наук, доцент кафедры токсикологической и аналитической химии, ПМФИ - филиал ВолгГМУ, г. Пятигорск. ORCID iD: 0000-0002-0862-6628. E-mail: sheryfka@mail.ru
Коновалов Дмитрий Алексеевич - д-р фарм. наук, профессор, заведующий кафедрой фармакогнозии, ботаники и технологии фитопрепаратов, ПМФИ - филиал ВолгГМУ, г. Пятигорск. ORCID iD: 0000-0002-0960-6127. E-mail: d.a.konovalov@pmedpharm.ru
Растения рода Artemisia имеют богатый комплекс биологически активных соединений, среди которых преобладают эфирные масла, сесквитерпеновые лактоны, флавоноиды, ацетиленовые соединения [1-4]. Также в разных видах полыней обнаружены кумарины, фенолкарбо-новые кислоты, жирные кислоты, фитостеролы, сапонины, дубильные вещества, аминокислоты [5]. В растениях содержится разнообразный состав макро- и микроэлементов. Надземная часть (трава) некоторых видов этого рода используется как в народной, так и в официналь-ной медицине [6].
Особое внимание привлекает Artemisia scoparia Waldst. et Kit. Растение является перспективным источником биологически активных веществ. Благодаря широкому спектру терапевтической активности полынь метельчатая используется в качестве желчегонного, гепато-протекторного, антимикробного, противовоспа-
лительного средства [7-9]. Флавоноиды являются одной из основных групп действующих веществ надземной части полыни метельчатой [10]. Эти соединения обладают мощным гепатопротек-торным, желчегонным, противовоспалительным, противовирусным действием [11-14]. Рутин является одним из основных флавоноидов, обнаруженных в АЛет131ае Бсорапае ЬегЪа [10, 15-16]. Этот флавоноид, выделенный из полыни метельчатой, был исследован на модели токсического повреждения печени. Предварительное введение крысам рутина (20 мг/кг) предотвращало вызванное парацетамолом повышение сывороточного уровня аспартаттрансаминазы и аланинтрансаминазы, а также предотвращало вызванное СС14 удлинение времени пентобар-биталового сна, подтверждая гепатопротектор-ные свойства этого вещества [17].
Цель работы: разработка методики количественного определения суммы флавоноидов в полыни метельчатой траве.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Объектом исследования явилась полыни метельчатой трава, собранная в фазу цветения в Никитском ботаническом саду в 2016-2020 годах (образцы 1-6). Для количественного определения суммы флавоноидов Полыни метельчатой травы за основу была взята методика количественного определения суммы флавоноидов Полыни горькой травы методом дифференциальной спектроскопии [18]. В качестве стандартного образца использовали рутин (>97%; «Сигмабиосинтез»). Измерение оптических плотностей проводили на спектрофотометре СФ 2000.
Предварительно было проведено исследование влияния условий экстракции на полноту извлечения флавоноидов.
«Аналитическую пробу сырья измельчают до размера частиц, проходящих через сито с отверстиями размером 1 мм. 1,0 г (точная навеска) измельченного сырья помещают в колбу со шлифом вместимостью 250 мл, прибавляют 60 мл спирта 70%. Колбу присоединяют к обратному холодильнику и нагревают на кипящей водяной бане в течение 30 минут, периодически встряхивая для смывания частиц сырья со стенок. Горячее извлечение фильтруют через бумажный складчатый фильтр в мерную колбу вместимостью 100 мл. После охлаждения фильтр промывают 40 мл спирта 70%, объем извлечения доводят до метки и перемешивают (раствор А испытуемого раствора)».
2 мл раствора А испытуемого раствора помещают в мерную колбу вместимостью 25 мл, прибавляют 4 мл алюминия хлорида спиртового раствора 2%, 1 каплю уксусной кислоты разведенной 30%, доводят объем раствора спиртом 96% до метки и перемешивают (раствор Б испытуемого раствора). Оптическую плотность раствора Б испытуемого раствора измеряют через 30 мин на спектрофотометре при длине волны 410 нм в кювете с толщиной слоя 10 мм. В качестве раствора сравнения используют раствор, состоящий из 2 мл раствора А испытуемого раствора и 1 капли уксусной кислоты разведенной 30%, доведенный спиртом 96% до метки в мерной колбе вместимостью 25 мл.
«Параллельно измеряют оптическую плотность раствора Б СО рутина в таких же условиях. В качестве раствора сравнения используют раствор, состоящий из 1,0 мл раствора А СО рутина, 1 каплю уксусной кислоты разведенной
30%, доведенный спиртом 96% до метки в мерной колбе вместимостью 25 мл.»
Приготовление раствора СО рутина
«0,05 г (точная навеска) рутина, предварительно высушенного при 130-135°С в течение 3 ч, помещают в мерную колбу вместимостью 100 мл и растворяют при нагревании на водяной бане в 85 мл спирта 96%, охлаждают, доводят объем раствора тем же спиртом до метки и перемешивают (раствор А СО рутина).
1,0 мл раствора А СО рутина, 4 мл алюминия хлорида спиртового раствора 2% и 1 каплю уксусной кислоты разведенной 30% помещают в мерную колбу вместимостью 25 мл и доводят спиртом 96% до метки (раствор Б СО рутина)».
Содержание суммы флавоноидов (в пересчете на рутин и абсолютно сухое сырье) в процентах вычисляют по формуле:
Х = Ах -Щд • ЩдХ2 • Аст ^аст-100-100 Лт О-х^ах^ст1 •И/ст2 <Ю0-В) '
Ах - оптическая плотность раствора Б испытуемого раствора;
Аст - оптическая плотность раствора Б СО рутина;
аст, ах - навески стандартного вещества и растительного сырья, соответственно, г;
¥ах2, '^т1^ст2 - объемы мерных колб, использованных для получения анализируемого раствора и раствора СО рутина, мл;
Уаст, Уах - объемы аликвоты анализируемого вещества и раствора СО, мл;
В - потеря в массе при высушивании сырья, %.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Предварительно измеренные спектры поглощения некоторых спиртовых извлечений показали присутствие основного максимума в области 330 нм (рис. 1).
По результатам опытов очевидно, что наибольшая интенсивность светопоглоще-ния в измеряемой области УФ-спектра достигается при использовании в качестве экстрагента спирта этилового 70%.
На основании экспериментальных данных установлено, что дифференциальный спектр комплексного соединения исследуемого извлечения с алюминия хлоридом по положению максимумов светопоглощения (410 нм) не отличаются от дифференциального спектра комплекса рутина с ионами алюминия (рис. 2, 3).
Рис. 1. УФ-спектры извлечений из полыни метельчатой травы, полученных с помощью: 1 - спирта этилового 70%; 2 - спирта этилового 40%; 3 - спирта этилового 96%.
Fug. 1. UV spectra of extracts from Artemisia scoparia herb obtained by using: 1 - ethyl alcohol 70%; 2 - ethyl alcohol 40%; 3 - ethyl alcohol 96%.
Рис. 2. УФ-спектр комплекса спиртового (70%) извлечения полыни метельчатой травы с алюминия (III) хлоридом.
Fug. 2. UV spectrum of the complex of alcohol (70%) extraction of Artemisia scoparia from aluminum (III) chloride.
Рис. 3. УФ-спектр комплекса СО рутина с алюминия (III) хлоридом. Fug. 3. UV spectrum of the CO complex of rutin with aluminum (III) chloride.
Поэтому в качестве раствора сравнения нами был использован спиртовый (70%) раствор СО рутина.
Изучение влияния условий экстракции на полноту извлечения флавоноидов из травы полыни метельчатой позволило установить, что значимыми параметрами являются: используемый экстрагент и его соотношение с сырьем, время экстракции и степень измельченности сырья (табл. 1).
При разработке методики количественного определения суммы флавоноидов необходимо было изучить влияние концентрации этилового спирта на выход флавоноидов полыни метельчатой травы (табл. 1).
Устойчивость комплекса определяли в интервале времени 10-45 минут. После 30-й минуты наблюдалось динамическое равновесие образующегося комплекса, которое сохранялось в течение 5 минут. Также проводили подбор аликвоты раствора А. Для изучения флавоноидов полыни горькой травы использовался объем аликвоты 5 мл, тогда как для полыни метельчатой травы этот объем давал высокую оптическую плотность (выше 1,0), что приводило к большой ошибке измерения. Поэтому экспериментальным путем подобрали необходимый объем раствора А, который составил 2 мл.
Результаты количественного определения суммы флавоноидов полыни метельчатой травы с использованием в качестве экстрагента 70% спирта представлены в таблице 2.
Содержание суммы флавоноидов в пересчете на рутин в образцах сырья полыни метельчатой травы составило 1,95+0,05.
Таким образом:
1. В результате выполненных экспериментальных исследований уточнены оптимальные параметры и разработана методика, позволяющая оценивать качество сырья Полыни метельчатой трава по содержанию суммы флавонои-дов.
2. Установлено, что содержание суммы фла-воноидов в пересчете на рутин в образцах полыни метельчатой травы, заготовленных в фазу цветения в 2016-2020 гг. в Никитском ботаническом саду, составляет в среднем 1,95+0,05% в пересчете на абсолютно сухое сырье.
3. Разработанная методика позволяет оценивать качество полыни метельчатой травы по содержанию одной из основных групп действующих веществ - флавоноидов.
Таблица 1
Table 1
Подбор оптимальных условий для количественного определения суммы флавоноидов в полыни
метельчатой траве Selected optimal conditions for determining the amount of flavonoids in Artemisia scoparia herb
Условие Condition Содержание суммы флавоноидов в пересчете на рутин, %
Степень измельченности сырья, мм The content of the total flavonoids in terms of rutin,%
The degree of crushing of raw materials, mm
0,5 1.75+0.10
1 1.93±0.05
2 1.85+0.11
3 1.89+0.12
Время экстракции, мин
Extraction time, min
10 1.65+0.11
20 1.74+0.10
30 1.94±0.05
40 1.83+0.10
Экстрагент
Extractant
Спирт этиловый 40% Ethyl alcohol 40% 1.15+0.11
Спирт этиловый 70% Ethyl alcohol 70% 1.95±0.05
Спирт этиловый 96% Ethyl alcohol 96% 0.85+0.11
Соотношение «сырье-экстрагент»
The ratio of "raw material-extractant"
1:50 1.84+0.11
1:60 1.93±0.05
1:70 1.89+0.12
Объем добавляемого раствора алюминия хлорида спиртового 2%, мл
The volume of the added solution of aluminum chloride alcohol 2%, ml
2 1.78+0.12
3 1.82+0.10
4 1.92±0.05
5 1.85+0.11
Время комплексообразования при добавлении раствора алюминия
хлорида спиртового 2%, мин
Time of complexation when adding a solution of aluminum chloride alcohol 2%, min
25 1.85+0.11
30 1.94±0.05
35 1.88+0.10
40 1.78+0.12
Таблица 2
Table 2
Результаты количественного определения суммы флавоноидов в образцах полыни метельчатой травы
(аст =0,05000, Аст = 0,4220), (n=6)
The results of quantitative determination of the amount of flavonoids in samples of Artemisia scoparia herb
(ast = 0.05000, Ast = 0.4220), (n=6)
№ образца Sample No. Ах, при 410 нм Ах, at 410 nm Содержание суммы флавоноидов, % The content of the sum of flavonoids, % Метрологические характеристики Metrological characteristics
1 0.3082 1.96 Х =1.95% SD=0.0467 RSD=2.40
2 0.3102 1.97
3 0.3072 1.95
4 0.3113 1.98
5 0.2911 1.85
6 0.3113 1.98
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.
ИСТОЧНИКИ ФИНАНСИРОВАНИЯ Авторы заявляют об отсутствии финансирования.
ЛИТЕРАТУРА / REFERENCES
1. Коновалов Д.А. Ароматические полиацетиленовые соединения сем. Asteraceae и их хемотаксо-номическое значение. Растительные ресурсы. 1996;(4):84-98. [Konovalov D.A. Aromatic polyacety-lene compounds of the Asteraceae and their chemo-taxonomic significance. Plant resources. 1996;4:84-98 (in Russ.)]. EDN: RZQDFD
2. Коновалов Д.А. Природные полиацетиленовые соединения. Фармация и фармакология. 2014;(45):23-48. [Konovalov D.A. Natural polyacety-lene compounds. Pharmacy and pharmacology. 2014;(45):23-48 (in Russ.)]. EDN: TAQVIZ
3. Коновалова О.А., Коновалов Д.А., Кабанов В.С., Рыбалко К.К., Шейченко В.И. Состав эфирного масла Artemisia scoparia Waldst. et Kit. Растительные ресурсы. 1989;25(3):404-410. [Konovalo-va O.A., Konovalov D.A., Kabanov V.S., Rybalko K.K., Sheichenko V.I. The composition of the essential oil of Artemisia scoparia Waldst. et Kit. Plant resources. 1989;25(3):404-410 ( in Russ.)]. EDN: STEHBZ
4. Konovalov D.A., Chelombit'ko V.A. The composition of essential oil of Artemisia scoparia Waldst. et Kit. during growth. Rastitelnye Resursy. 1991;27(1): 135-139. EDN: RZPVXD
5. Ai X., Fu L., Tan X., Zhang A., Fan H. Therapeutic Effect of Modified Compound Yinchen Recipe for Chronic Severe Hepatitis. Guangzhou Zhongyiyao Daxue Xuebao. 2013;30:145-148
6. Nigam M., Atanassova M., Mishra A. P., Pezzani R., Devkota H. P., Plygun S., Salehi B., Setzer W.N., Shar-
ifi-Rad J. Bioactive compounds and health benefits of Artemisia species. Natural Product Communications. 2019;(14):7
7. Ding J., Wang L., He C., Zhao J., Si L., Huang H. Artemisia scoparia: Traditional uses, active constituents and pharmacological effects. J Ethnopharmacol. 2021;273:113960. DOI: 10.1016/j.jep.2021.113960
8. Cai Y., Zheng Q., Sun R., Wu J., Li X., Liu R. Recent progress in the study of Artemisiae Scopariae Herba (Yin Chen), a promising medicinal herb for liver diseases. Biomed Pharmacother. 2020;130:110513. DOI: 10.1016/j.biopha.2020.110513
9. Liu Y.P. Research progress on pharmacological effect of Artemisiae Scopariae Herba. Chinese Traditional and Herbal Drugs. 2019;2235-2241.
10. Boakye D., Shaheen S., Nawaz H., Nisar S., Azeem M. Artemisia scoparia: A review on traditional uses, phytochemistry and pharmacological properties. International Journal of Chemical and Biochemical Science. 2017;12:92-97
11. Habib M., Waheed I. Evaluation of anti-nociceptive, anti-inflammatory and antipyretic activities of Artemisia scoparia hydromethanolic extract. J Eth-nopharmacol. 2013;145(1):18-24.
DOI: 10.1016/j.jep.2012.10.022
12. Hua Y., Yan L., Qiaoli Y., Yuzhu S., Xue W., Haitao B., Hua H. Effects of the total flavone of Artemisia sco-paria on influenza A virus in vivo and in vitro. Northwest Pharmaceutical Journal. 2018;(33):193-196
13. Khan K., Fatima H., Taqi M.M., Zia M., ur-Rehman T., Mirza B., Haq I. Phytochemical and in vitro biological evaluation of Artemisia scoparia Waldst. & Kit for enhanced extraction of commercially significant bio-active compounds. Journal of Applied Research on Medicinal and Aromatic Plants. 2015;2:77-86. DOI: 10.1016/j.jarmap.2015.04.002
14. Singh D., Rawat M., Garg G., Saraf S., Saraf S. Artemisia scoparia: A review. Pharmacognosy Magazine. 2006;(2):27-30
15. Tian M., Row K. Separation of four bioactive compounds from herba artemisiae scopariae by HPLC with ionic liquid-based silica column. J Analitical Chemistry. 2011;(66):580-585.
DOI: 10.1134/S1061934811060207
16. Xie T., Liang J., Liu J. Research progress of artemisia scoparia and Artemisia capillaris on chemical constituents and pharmacological effect. Strait Pharmaceutical Journal. 2004;(16):8-13
17. Janbaz K.H., Saeed S.A., Gilani A.H. Protective effect of rutin on paracetamoland CCl4-induced hepatotox-
icity in rodents. Fitoterapia. 2002;(73):557-563. DOI: 10.1016/s0367-326x(02)00217-4 18. Государственная фармакопея Российской Федерации. XIV издание. Том IV. Москва: Федеральная электронная медицинская библиотека [State Pharmacopoeie of the Russian Federation. XIV edition. Vol. XIV. Moscow: Federal electronic medical library (in Russ.)].
URL: https://docs.rucml.ru/feml/pharma/v14/vol4/
Поступила в редакцию 25.04.2022 Подписана в печать 22.06.2022
Для цитирования: Айрапетян Э.Э., Леонова В.Н., Коновалов Д.А. Разработка методики количественного определения суммы флавоноидов в Полыни метельчатой траве. Человек и его здоровье. 2022;25(2):105-112. DOI: 10.21626/vestnik/2022-2/10
DEVELOPMENT OF A METHOD FOR QUANTITATIVE DETERMINATION OF THE AMOUNT
OF FLAVONOIDS IN ARTEMISIA SCOP ARIA HERB
© Äirapetyan E.E., Leonova V.N., Konovalov D.A.
Pyatigorsk Medical and Pharmaceutical Institute - a branch of Volgograd State Medical University
(PMPhI - a branch of the VolgSMU)
11, Kalinin Ave., Pyatigorsk, Stavropol region, 357532, Russian Federation
Plants of the genus Artemisia have a rich complex of biologically active compounds, among which essential oils, sesquiterpene lactones, flavonoids, and acetylenic compounds predominate. Particular attention is drawn to Artemisia scoparia Waldst. et Kit. Due to a wide range of therapeutic activity, wormwood paniculata is used as a choleretic, hepatoprotective, antimicrobial, anti-inflammatory agent.
Flavonoids are one of the leading groups of biologically active compounds (BAS) in water and water-alcohol extracts from the aerial part of Artemisia scoparia. These compounds have powerful hepatoprotective, choleretic, anti-inflammatory, antiviral effects.
Objective: development of a method for quantitative determination of the amount of flavonoids in the herb Artemisia scoparia.
Materials and methods. The object of the study was Artemisia scoparia herb, collected in the flowering phase in the Nikitsky Botanical Garden in 2016-2020. Quantitative determination of the amount of flavonoids in raw materials was carried out by UV spectroscopy.
Results. It has been established that the differential spectrum of the complex compound of the studied extract with aluminum chloride does not differ in terms of the position of the light absorption maximum (410 nm) from the differential spectrum of the complex of rutin with aluminum ions. The content of total flavonoids in terms of rutin in Artemisia scoparia herb was 1.95% ± 0.05.
Conclusion. A method has been developed for the quantitative determination of the amount of flavonoids in the raw material of Artemisia scoparia by UV spectrophotometry in terms of rutin.
Keywords: Artemisia scoparia; flavonoids; rutin; UV spectrophotometry.
Airapetyan Emma E. - post-graduate student of the Department of Pharmacognosy, Botany and Technology of Phytopreparations, PMPhI - a branch of the VolgSMU, Pyatigorsk, Russian Federation. ORCID iD: 0000-0002-4435-7074. E-mail: airapetyan0505@mail.ru (correspondence author)
Leonova Victoria N. - Cand. Sci. (Pharm.), Associate Professor of the Department of Toxicological and Analytical Chemistry, PMPhI - a branch of the VolgSMU, Pyatigorsk, Russian Federation. ORCID iD: 0000-0002-0862-6628. E-mail: sheryfka@mail.ru
Konovalov Dmitry A. - Dr. Sci. (Pharm.), Professor, Head of the Department of Pharmacognosy, Botany and Technology of Phyto-preparations, PMPhI - a branch of the VolgSMU, Pyatigorsk, Russian Federation. ORCID iD: 0000-0002-0960-6127. E-mail: d.a.konovalov@pmedpharm.ru
CONFLICT OF INTEREST
The authors declare the absence of obvious and potential SOURCE OF FINANCING
conflkts of mterest rekted to the publication of this article. The authors state that there is no funding for the study.
Received 25.04.2022 Accepted 22.06.2022
For citation: Аirapetyan E.E., Leonova V.N., Konovalov D.A. Development of a method for quantitative determination of the amount of flavonoids in Artemisia scoparia herb. Humans and their health. 2022;25(2):105-112. DOI: 10.21626/vestnik/2022-2/11
