CC BY
81
УДК 547.914.4+543.612
СОСТАВ ВОДНОГО ЭКСТРАКТА ВНЕШНЕЙ КОРЫ BETULA PENDULA ROTH
12 3
© 2014 Н.И. Косолапова , И.Б. Кометиани , А.А. Мирошниченко
1 канд. хим. наук, доцент каф. химии КГУ e-mail: Nataliko7@yandex.ru
2 канд. биол. наук, зав. каф. химии КГУ e-mail: ilona.kometiani@gmail.com
3 студентка естественно-географического факультета КГУ, специальность
«Химия»
e-mail: alyn93@mail.ru Курский государственный университет
Проведены исследования состава водного экстракта внешней коры Betula pendula Roth, полученного по технологии ООО «ТПК «КАВИТА». Показана перспективность его целевого применения в качестве биологически активной добавки к пище.
Ключевые слова: внешняя кора Betula pendula Roth, тритерпеноиды лупанового ряда, бетулин, биологически активная добавка, ИК-спетроскопия.
Введение
В последние годы возрос интерес к препаратам, получаемым из растительного сырья, которые характеризуются высокой биологической активностью и при этом малой токсичностью. Среди таких препаратов особое место, благодаря широкому спектру проявляемых видов биологической активности, доступности сырья, технологичности методов выделения, занимают сухие и жидкие экстракты, содержащие в качестве основных действующих веществ соединения класса тритерпеноидов. Основным источником тритерпеноидов лупанового ряда, обладающих иммуностимулирующими, антиоксидантными, гепатопротекторными,
противовоспалительными, антивирусными и другими ценными достоверно доказанными свойствами, является внешняя кора берез. Белый цвет коры обусловлен наличием основного представителя тритерпеноидов лупанового ряда - бетулина (рис. 1., соединение 1). В экстрактах коры березы бородавчатой или повислой (Betula verrucosa Ehrh. = Betula pendula Roth.) и березы пушистой (B. pubescens Ehrh.), наиболее широко распространенных в России, наряду с бетулином содержатся его окисленные производные: бетулиновая кислота, бетулиновый альдегид, метиловый эфир бетулиновой кислоты, бетулоновый альдегид, бетулоновая кислота (рис. 1, соединения 2, 4, 5, 6, 7 соответственно) и лупеол (рис. 1, соединение 8). Наряду с производными лупана кора березы содержит тритерпены ряда олеанана (например, олеанановая кислота, аллобетулин (рис.1, соединение 3) и урсана [1].
Известные методики выделения тритерпеноидов из внешней коры берез основаны на экстракции органическими растворителями, щелочном гидролизе бересты с последующей экстракцией гидролизата низшими алифатическими спиртами, экстракции органическими растворителями с последующей обработкой экстракта раствором щелочи. Для увеличения выхода целевых компонентов и для сокращения временных затрат на проведение процессов вышеуказанные приемы сочетают с
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
термическим и другими видами физического воздействия (повышение давления, УЗ-обработка) либо с предварительной активацией сырьевой коры [2].
Рис. 1. Графические формулы соединений 1-8
№ соед. 1 2 4 5 6 7 8
R1 OH OH OH OH О О OH
R2 H H H H H
R3 CH2OH COOH CHO COOMe CHO COOH Me
Экспериментальная часть
В научно-техническом центре ООО «ТПК “КАВИТА”» разработан способ получения водного экстракта бересты березы с использованием технологии ультразвуковой кавитационной обработки сырья. Основными преимуществами нового способа извлечения экстрактивных веществ являются токсикологическая и экологическая безопасность, достигаемая за счет отказа от использования токсичных, зачастую пожароопасных растворителей, и экспресность.
Целью настоящей работы являлось исследование состава водного экстракта внешней коры Betula pendula Roth, полученного по технологии ООО «ТПК “КАВИТА”», и возможности его целевого применения в качестве биологически активной добавки к пище (БАД).
В качестве основных показателей качества указанного экстракта в соответствии с СанПин 2.3.2.1290-03 [3] и МУК 2.3.2.721-98 [4] для определения были выбраны показатели, представленные в таблице 1.
Для оценки безопасности применения водного экстракта в качестве БАД было определено содержание таких элементов, как свинец, кадмий, мышьяк, ртуть, в соответствии с требованиями СанПин 2.3.2.560-96 [5] и МУК 2.3.2.721-98 [4].
Обозначения нормативных документов (НД) на методики выполнения измерений [6-11] представлены в таблицах 1, 2.
Для изучения строения органических веществ водного экстракта внешней коры Betula pendula Roth были проведены ИК-спектроскопические исследования его сухого остатка.
При подготовке к ИК-спектроскопическим исследованиям спектрально чистый бромид калия предварительно прокаливали при t = 2500C в течение 5 часов. Исследуемые образцы измельчали в агатовой ступке и смешивали с бромидом калия. Полученную смесь, содержание образца в которой составляло ~0,3%, прессовали в таблетки толщиной 0,8-1 мм с использованием пресс-формы ПФ13.
Спектр регистрировали на ИК-Фурье-спектрометре «ФСМ 1201» посредством усреднения 4 интерферограмм и последующего их Фурье-преобразования в абсорбционный спектр в диапазоне 400-4000 см-1 с разрешением 4 см-1.
Auditorium: электронный научный журнал Курского государственного университета. 2014. № 3
Косолапова Н. И., Кометиани И. Б., Мирошниченко А. А. Состав водного
экстракта
внешней коры Betula pendula Roth
Обсуждение результатов
Результаты, полученные в ходе испытаний по выбранным параметрам качества и безопасности образца водного экстракта внешней коры Betula pendula Roth, представлены в таблицах 1, 2.
Таблица 1
Характеристика исследуемого водного экстракта ___________________________внешней коры Betula pendula Roth _______________
Наименование показателя Фактическое значение результатов НД на методы
испытаний испытаний
х±Д
Органолептические свойства: внешний вид экстракта мутная жидкость светло-кремового цвета ГОСТ 6687.5
вкус терпкий
запах березовой коры
Массовая доля влаги, % 96,9±0,3 ГОСТ 15113.4
Зольность, % на сухое вещество 3,1±0,4 ГОСТ Р 51411
Таблица 2
Содержание токсичных элементов в сухом остатке исследуемого водного
экстракта внешней коры Betula penc ula Roth
Наименование показателя Фактическое значение результатов испытаний х±Д Норма по СанПиН 2.3.2.560-96, не более НД на методы испытаний
Массовая концентрация свинца, мг/кг 5,2±0,3 6,0 ГОСТ 30178
Массовая концентрация мышьяка, мг/кг Менее 0,1 0,5 МУ 31-05/04
Массовая концентрация кадмия, мг/кг 0,8±0,1 1,0 ГОСТ 30178
Массовая концентрация ртути, мг/кг Менее 0,1 0,1 МУ 31-11/05
Из результатов, представленных в таблице 1, видно, что основная масса сухих веществ, содержащихся в экстракте, являются органическими (около 95%).
ИК-спектры сухого остатка исследуемого образца, полученные как описано выше, были интерпретированы по положению отдельных максимумов поглощения [1214].
В ИК-спектре образца наблюдается полоса поглощения в области 3420 см-1, соответствующая валентным колебаниям спиртовой гидроксильной группы v(OH). Валентные колебания С-Н связей СН2- групп проявляются при 2929 см-1 (v(C-H^s), 2850 см-1 - (v(C-H)s), для СН3-групп - при 2868 см-1 (v(C-H)s). Деформационные колебания С-Н связей СН2-групп соответствуют полосе поглощения при 1454 см-1 (5(С-Н^ плоскостное «ножничное» колебание), для СН3-групп характеристическим является поглощение при 1376 см-1 5(C-H)s.
Полоса поглощения 1643 см-1 интерпретирована как соответствующая валентным колебаниям двойной связи R1R2C=CH2 v(C=C). Полоса поглощения 3078 см-1 соответствует валентным v(C-H), а при 882 см-1 внеплоскостным деформационным колебаниям С-Н связи при углероде с двойной связью y(C-H). Полоса поглощения при 1032 см-1 интерпретирована как соответствующая валентным колебаниям связи С-О v(C-O).
Показано, что в составе исследуемого водного экстракта внешней коры Betula pendula Roth содержатся в качестве основных компонентов биологически активные
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
тритерпеноиды лупанового ряда, в частности бетулин. Указанный экстракт может быть рекомендован к применению в качестве безопасной в рекомендуемых дозах биологически активной добавки к пище.
1. Толстиков Г.А., Флехтер О.Б., Шульц Э.Э., Балтина Л.А., Толстиков А.Г. Бетулин и его производные. Химия и биологическая активность // Химия в интересах устойчивого развития. 2005. №13. С. 1-30.
2. Кузнецова С.А., Скворцов Г.П., Маляр Ю.Н., Скурыдина Е.С., Веселова О.Ф. Выделение бетулина из бересты березы и изучение его физико-химических и фармакологических свойств // Химия растительного сырья. 2013. №2. С. 93-100.
3. СанПин 2.3.2.1290-03 Гигиенические требования к организации производства и оборота биологически активных добавок к пище (БАД). ГУ НИИ питания РАМН, 2003
4. МУК 2.3.2.721-98 Определение безопасности и эффективности биологически активных добавок к пище. М.: Минздрав России, 1999.
5. СанПин 2.3.2.560 - 96 Гигиенические требования к качеству безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов. И.: Госкоманэпиднадзор РФ, 1996.
6. ГОСТ 6687.5-86 Методы определения органолептических показателей и объема продукции. М.: Издательство стандартов, 2011.
7. ГОСТ 15113.4-77 Концентраты пищевые. Методы определения влаги. М.: Стандартинформ, 1979.
8. ГОСТ 51411-99 Зерно и продукты его переработки. Определение Зольности (общей золы). Мука. Отруби. Методы анализа: сб. ГОСТов, 1999.
9. ГОСТ 30178-96 Атомно-адсорбционный метод определения токсичных элементов. М.: Стандартинформ, 2010.
10. МУ 31-05/04 Количественный химический анализ проб пищевых продуктов, продовольственного сырья, биологически активных добавок к пище, биологических объектов, 2004.
11. МУ 31-11/05 Количественный анализ проб почв, тепличных грунтов, илов, донных отложений, сапропелей, твердых отходов. Методика выполнения измерений массовых концетраций цинка, кадмия, свинца, меди, марганца, мышьяка, ртутит методом инверсионной вольтамперометрии на анализаторах типа ТА, 2005.
12. Преч Э. Определение строения органических соединений. Таблицы спектральных данных. М.: Мир БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. С. 251-318.
13. Cinta Pinzaru S., Leopold N., Kiefer W. Evaluation and differentiation of the Betulaceae birch bark species and their bioactive triterpene content using analytical FT-vibrational spectroscopy and GC-MS // Chemistry Central Journal. 2012. №67. С. 1-12.
14. Okwute Simon Koma, Isyaka Mohammed Sani Betulinic Acid from Antimicrobial Root Wood Extract of Dalbergia saxatilis Hook f.(Fabaceae) // European Journal of Medicinal Plants. 2014. №4 (6). С. 686-694.
Auditorium: электронный научный журнал Курского государственного университета. 2014. № 3
