CC BY
103
УДК 631.41:631.417
СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ТОРФА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СТЕПЕНИ ЕГО РАЗЛОЖЕНИЯ
© И.В. Федько , М.В.Гостищева, Р.Р. Исматова
Сибирский государственный медицинский университет, Московский тракт,
2/7, Томск, 634004 (Россия) E-mail: [email protected]
Статья посвящена сравнительному химико-фармакологическому исследованию низинного древесно-травяного, переходного осокового и верхового сосново-пушницевого торфа месторождения Томской области.
Введение
Интерес к изучению торфа как природного источника биологически активных веществ связан с его огромными запасами и распространением торфяных месторождений по всей земной поверхности. На долю Томской области приходится порядка 1340 торфяных месторождений с площадью в границах промышленной залежи торфа 7,72 млн га и запасами торфа - 29,34 млрд т [1].
По оценкам специалистов, торф является особенно ценным сырьем для производства гуминовых препаратов различного назначения, поскольку характеризуется высоким содержанием гумусовых веществ (до 50%), которые обладают определёнными фармакологическими свойствами [2].
Базируясь на данных о широком распространение торфов в Томской области, а также наличию ряда фармакологических свойств у основной составляющей торфов - гуминовых кислот, определим цель нашей работы как выбор оптимального вида торфа для последующего получения из него гуминовых препаратов. Основными критериями при выборе типа торфа служили их химический состав и наличие наибольшей биологической активности у гуминовых кислот, выделенных из различных видов торфа.
Материалы и методы исследований
В качестве объекта использовали низинный древесно-травяной (месторождение «Тёмное»), переходный осоковый и верховый сосново-пушицевый (месторождение «Тёмное») виды торфа Томской области.
Обнаружение основных групп биологически активных веществ (БАВ) в торфе проводили общепринятыми в фитохимическом анализе качественными реакциями, количественное определение БАВ проводили титриметрическим, гравиметрическим и спектрофотометрическим методами [3], фракционно-групповой анализ осуществляли по методу Н.Н. Бамбалова [4]. О наличии биологической активности гуминовых кислот судили по антиоксидантным свойствам.
Обсуждение результатов
Результаты качественного состава наличия всех групп БАВ, содержащихся в образцах торфа, показали, что во всех исследуемых торфах присутствуют такие группы биологически активных соединений, как фе-
* Автор, с которым следует вести переписку.
нольные соединения, флавоноиды, фенолкарбоновые кислоты, дубильные вещества, кумарины и полисахариды. Отрицательный результат дали качественные реакции на наличие сапонинов, антраценпроизводных и алкалоидов, что свидетельствует об их отсутствии в исследуемых объектах. Сопоставляя результаты собственных исследований и данные литературы по качественному составу БАВ различных видов торфа, независимо от месторождения и ряда других факторов, мы выяснили, что качественный состав идентичен. Данный вывод побудил нас к дальнейшему более полному изучению химического состава торфов, определению количественного содержания основных биологически активных компонентов, а также исследованию фракционно-группового состава органической части торфов, позволяющего определить содержание основных специфических веществ в торфах (гуминовые вещества, битумы, лигнин), не встречающихся в растительном сырье, но по мнению ряда авторов, обладающих фармакологической активностью [3].
Результаты исследования фенольных соединений (табл. 1) позволяют сделать вывод, что количественное содержание суммы фенольных соединений, флавоноидов, фенолкарбоновых кислот, кумаринов невысокое во все торфах, и по своему процентному содержанию отличается незначительно. Однако наблюдается закономерность увеличения количества данных групп БАВ от торфа с низкой (верховой сосново-пушицевый) к торфу более высокой степени разложения (низинный древесно-травяной). Так, сумма фенольных соединений в образцах верхового торфа составила 1,12±0,03%, переходном 1,3±0,04%, тогда как в образцах низинного типа торфа их процентное содержание значительно выше и составляет уже 1,4±0,03%. Таким образом, более детальное химическое исследование данных групп БАВ не представляло для нас научного интереса и проведено не было.
Помимо фенольных соединений интерес для исследования представляет и такая группа БАВ, как полисахариды, поскольку, по мнению ряда авторов, им присущи такие виды активности, как антигрибковая, противовоспалительная, антимикробная и ряд других, поэтому помимо их количественного содержания во всех образцах мы также определили и компонентный состав. Компонентный состав полисахаридов всех трех исследуемых торфов проводили методом бумажной хроматографии. Моносахара идентифицировали по величине и окраске пятен в сравнении со стандартными образцами сахаров. Хроматограммы полисахаридов всех трех образцов торфа были идентичны, что позволяет нам сделать вывод об одинаковом качественном составе моносахаров всех исследуемых торфов, в их компонентном составе присутствуют нейтральные сахара, такие как глюкоза (Я{=0,24), галактоза (Я(=0,21), манноза (Я^=0,32), арабиноза (Я^=0,34), ксилоза (Я^=0,4), рамноза (Я^=0,6).
Определение количественного содержания в полисахаридном комплексе водорастворимых полисахаридов, пектинов, гемицеллюлоз А и В проводили последовательным фракционным выделением последних. Полученные результаты позволяют констатировать присутствие в исследуемых объектах водорастворимых полисахаридов, пектиновых веществ, гемицеллюлозы А и Б, причем водорастворимая фракция полисахаридов являлась преобладающей во всех торфах и количественно варьировала в пределах от 6,1±0,09% в верховом сосново-пушицевом, 6,4±0,21% в переходном осоковом, до 6,8±0,28% в низинном древесно-травяном виде торфа. Кроме того, наблюдается увеличение количественного содержания полисахаридов от низинного к верховому типу торфа.
Данные детального изучения специфических веществ торфов (табл. 2), не содержащихся в растительных объектах, позволяют сделать вывод, что преобладающей группой являются гуминовые вещества, их содержание варьирует от 43,5% в верховом сосново-пушицевом до 50,0% в низинном древесно-травяном виде торфа. Основным же компонентом гуминовых веществ являются гуминовые кислоты, наибольшее содержание которых наблюдается в низинном типе торфа, что связано с высокой степенью его разложения. Кроме гуминовых кислот в данных торфах в разных процентных содержаниях присутствуют фульвокислоты, относящиеся также к группе гуминовых веществ. Количественное содержание таких групп, как битумы, лигнин и трудногидролизуемые вещества, наоборот, уменьшается от верхового к низинному типу торфа, что еще раз доказывает преимущество низинного типа торфа перед верховым и переходным, так как многочисленные данные литературы свидетельствуют о низкой биологической активности именно битумов и лигнина.
В качестве критерия оценки биологической активности мы использовали методики определения антиок-сидантных свойств гуминовых кислот торфов. В связи с тем, что гуминовые кислоты не растворимы в воде, мы использовали их водорастворимую соль - гумат натрия. Определение антиоксидантной активности проводили методом электоровостановления кислорода. Результаты исследований представлены в таблице 3.
Таблица 1. Сравнительная характеристика количественного содержания веществ фенольной природы в торфах, %
Количественное содержание БАВ Тип, вид торфа
низинный древесно-травяной переходный осоковый верховой сосново-пушицевый
Сумма фенольных соединений 1,4±0,03 1,3±0,04 1,12±0,03
Флавоноиды 1,25±0,02 1,12±0,01 0,9±0,02
Фенолкарбоновые кислоты 0,012±0,01 0,012±0,02 0,08±0,01
Кумарины 0,09±0,02 0,07±0,01 0,07±0,02
Таблица 2. Сравнительная таблица данных группового состава органического вещества торфов (% на ОВ)
Название группы Низинный древеснотравяной торф Переходный осоковый торф Верховой сосново-пушницевый торф
Битумы 5,1±0,2 7,2 ±0,33 7,4±0,36
Гуминовые вещества 50,0±0,31 27,1±0,26 18,12±0,21
Гуминовые кислоты 43,6±1,1 22,8±0,15 13,6±0,14
Фульвокислоты 6,4±0,45 4,3±0,28 4,6+0,12
Легкогидролизуемые вещества 17,1±1,8 21,7±1,34 22,1±1,14
Трудногидролизуемые вещества (целлюлоза) 7,3±0,1 8,1±0,21 8,5±0,18
Негидролизуемый остаток (лигнин) 20,4±0,3 24,2 ±0,23 27,2 ±0,47
Примечание. ОВ - органическое вещество.
Таблица 3. Антиоксидантные свойства торфов на фоне препаратов сравнения - аскорбиновой кислоты (АсКис) и дигидрокверцетина (ДГКвер)
Образец С раб, г/мл К, мкмоль/л мин г Бг
Гумат натрия, полученный из 3,8-10-4 0,264 0,987 0,045
верхового типа торфа 3,810-3 0,353 0,985 0,036
Гумат натрия, полученный из 3,8-10-4 0,407 0,979 0,043
низинного типа торфа 3,810-3 0,599 0,981 0,032
Гумат натрия, полученный из 3,8-10-4 0,169 0,989 0,052
переходного типа торфа 3,810-3 0,254 0,989 0,041
ДГКвер 3,85-10-4 0,589 0,989 0,032
1,9210-3 0,781 0,987 0,038
АсКис 3,97-10-4 0,683 0,995 0,062
1,1910-3 1,15 0,983 0,054
Примечание: С - концентрация препарата, К - коэффициент антиоксидантной активности, г - коэффициент корреляции, Бг - относительное стандартное отклонение.
Как видно из приведенных в таблице 3 данных, все варианты экстрактов обладают в определенной мере антиоксидантными свойствами относительно препаратов сравнения - аскорбиновой кислоты и дигидрок-верцетина. Однако наличие наибольшей фармакологической активности наблюдается у гумата натрия, полученного на основе низинного древесно-травяного торфа.
Выводы
1. В результате выполненных экспериментальных исследований оптимальным видом торфа для использования в медицинской практике нами был выбран низинный древесно-травяной торф, химический состав которого наиболее оптимален.
2. Натрия гумат, выделенный из низинного древесно-травяного торфа, характеризуется наиболее выраженными антиоксидантными свойствами относительно препаратов сравнения - аскорбиновой кислоты и дигидрокверцетина.
3. Использование торфа в качестве источника получения лекарственных средств является очень актуальной проблемой, поскольку торф - это кладезь биологически активных веществ, природное богатство, доставшееся Томской области, комплексное использование которого является неотъемлемой задачей многих отраслей народного хозяйства и в особенности фармацевтической промышленности.
Список литературы
1. Инишева Л.И. Торфяные ресурсы Западной Сибири // Известия вузов. Горный журнал. 1996. Вып. 5-6. С. 29-30.
2. Буркот С.Е. Торф как фармацевтическое сырье // Аптечное дело. 1959. Т. 8. №5. С. 42-45.
3. Государственная фармакопея СССР. Вып. 1. Изд. 11-е, доп. М., 1987. 335 с.
4. Бамбалов Н.Н., Беленькая Т.Я. Фракционно-групповой состав органического вещества целинных и мелиорированных торфяных почв // Почвоведение. 1998. №12. С. 1431-1437.
5. Вичканова С.А. Ингибиторы микроорганизмов среды природных веществ растительного происхождения: авто-реф. дис. ... д-ра мед. наук. М., 1981. 48 с.
Поступило в редакцию 22 января 2007 г.
После переработки 8 марта 2007 г.
