СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ОБРАЗЦОВ ЭФИРНОГО МАСЛА ПИХТЫ СИБИРСКОЙ И ИХ ПРОТИВОМИКРОБНАЯ АКТИВНОСТЬ Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

medical & pharmaceutical

JOURNAL "PULSE"

2023. Vol. 25. № 2

https://clinical-journal ru E-ISSN 2686-6838

RESEARCH ARTICLE 3. Medical sciences

УДК 615.322; 615.074; 615.076

Corresponding Author: Kasyanov Zakhar, Ph.D., Associate Professor of Pharmacology and Pharmacy Department, Perm State National Research University, Perm, Russia, E-mail: zaharyuga@gmail.com

© Kasyanov Z.V., Vasyanin A.N., Novikova V.V., Nepogodina E.A. - 2023

| Accepted: 20.02.2023

http ://dx. doi. org//10.26787/nydha-2686-6838-2023-25-2-54-58

сравнительный анализ образцов эфирного масла

пихты сибирской и их противомикробная активность

Касьянов1 З.В., Васянин1 А.Н., Новикова2 В.В., Непогодина2 Е.А.

1ФГАОУ ВО «Пермский государственный национальный исследовательский университет», г. Пермь, Российская Федерация

2ФГБОУВО «Пермская государственная фармацевтическая академия», г. Пермь, Российская Федерация Аннотация. Цель настоящей работы - оценка качества образцов эфирного масла пихты сибирской в соответствии с требованиями ГОСТ ISO 10869-2015, а также оценка противомикробной активности. Объектами исследования явились различные промышленные образцы, а также образец, полученный в ПГФА из лапок пихты, сырья, заготовленного в Оханском районе Пермского края. Согласно проведенным исследованиям все образцы удовлетворяют требованиям по консистенции и цвету; у ряда присутствует запах технической жидкости; все образцы, кроме собственно полученного, имеют относительную плотность ниже, чем указано в ГОСТе; показатель преломления занижен у нескольких образцов; некоторые образцы в составе имеют компоненты, не растворяющиеся в этиловом спирте в предложенном ГОСТом соотношении; все образцы соответствуют по кислотному числу и не содержат примеси спирта этилового; ряд образцов имеет недопустимые примеси жирного и минерального масла. Согласно изучению хроматографического профиля, всем требованиям по соотношению веществ и процентности мог бы удовлетворить образец масла компании Эвалар. Также следует заметить, что образце из ПГФА содержится наибольшое количество борнилацетата. Изученные образцы обладают высокой антибактериальной активностью в отношении изученного штамма золотистого стафилококка, низкой антибактериальной активностью в отношении изученного штамма кишечной палочки, ряд образцов обладает средне выраженной противогрибковой активностью в отношении изученного штамма С. albicans. Необходим пересмотр имеющейся нормативной документации, а также более жесткий контроль качества реализуемых на фармацевтическом и парфюмерном рынке эфирных масел.

Ключевые слова: Пихта сибирская, эфирное масло, газо-жидкостная хроматография, противомикробная активность.

comparative analysis of siberian fir essential oil samples and their antimicrobial activity

Kasyanov1 Z. V., Vasyanin1 A.N., Novikova2 V. V., Nepogodina2 E.A.

1Perm State National Research University, Perm, Russian Federation 2Perm State Pharmaceutical Academy, Perm, Russian Federation

Abstract. The purpose of this work is to assess the quality of Siberian fir essential oil samples in accordance with the requirements of GOST ISO 10869-2015, as well as to assess antimicrobial activity. The objects of the study were various industrial samples, as well as a sample obtained at Perm pharmaceutical academy from fir paws, a raw material harvested in the Okhansky district of the Perm Territory. According to the research, all samples meet the requirements for consistency and color; a number of samples have the smell of technical fluid; all samples, except for own sample, have a relative density lower than indicated in GOST; the refractive index is underestimated in several samples; some samples in the composition have components that do not dissolve in ethyl alcohol in the ratio proposed by GOST; all samples comply with GOST in terms of acid number and do not contain ethyl alcohol impurities; a number of samples have unacceptable impurities of fatty and mineral oils. According to the study of the chromatographic profile, all the requirements for the ratio of substances and percentage could be met by an oil sample from Evalar. It should also be noted that own sample contains the largest amount of bornyl acetate. The studied samples have high antibacterial activity against the studied strain of Staphylococcus aureus, low antibacterial activity against the studied strain of Escherichia coli, a number of samples have a moderately pronounced antifungal activity against the studied strain of C. albicans. It is necessary to revise the existing regulatory documentation, as well as more stringent quality control of essential oils sold in the pharmaceutical and perfumery markets.

Keywords: Abies sibirica, essential oil, gas-liquid chromatography, antimicrobial activity._

Введение. Контроль качества эфирных масел (ЭМ) необходим для гарантии их безопасного

использования, а также для выявления фальсификаций и мошенничества. ЭМ часто

2023. Vol. 25. № 2

Issue Doi: 10.26787/nydha-2686-6838-2023-25-2 —--—

kttps://ctinical-journaL ru

E-ISSN 2686-6838

подделываются путем добавления более дешевого ЭМ или путем добавления дешевых синтетических материалов. Этот тип фальсификации может быть легко обнаружен путем определения нормированных процентных площадей выбранных маркеров. Разбавление растительными маслами -другой тип фальсификации эфирного масла. Растительные масла относительно дешевы, а их плотность и текстура аналогичны плотности и текстуре эфирного масла. Этот тип фальсификации довольно коварный, так как он не изменяет ни качественный состав эфирного масла, ни относительное процентное содержание маркерных соединений. Однако разбавление конечного продукта влияет на органолептические и биологические свойства ЭО, а также приводит к коммерческому мошенничеству. В этом случае нормализованная процентная площадь больше не является диагностической, и требуется истинный количественный анализ при условии, что доступны приемлемые эталонные количественные данные [1].

В 2019 году в России был введен ГОСТ 31791-2017 для оценки качества эфирных масел, предназначенных для использования в пищевой и парфюмерно-косметической промышленности, а также в медицине. Кроме того, в Государственной фармакопеее (ГФ) России XIV издания существует общая фармакопейная статья (ОФС) «Эфирные масла», а также всего 2 статьи на конкретные эфирные масла: «Мяты перечной листьев масло эфирное» и «Эвкалипта листьев масло эфирное» [2]. Представленные нормативные документы содержат только технические характеристики, такие как органолептические показатели, а также некоторые физико-химическими параметры. Эти документы помогает оценить качество в процессе

производства, возможность использования в парфюмерии, но не позволяют полностью идентифицировать эфирное масло, как подлинное. Таким образом, выявляются только грубые фальсификации. Реализуемые через аптеки и другие каналы эфирные масла производятся по в соответствии с Техническими Условиям (ТУ), зачастую эти документы недоступны широкому потребителю.

Одно из популярных у населения эфирных масел - масло пихты сибирской. Оно обладает свежим, древесным-землистым ароматом, полностью соответствующим таковому у дерева. Часто используется для лечения простудных заболеваний и респираторных инфекций, а также успешно применяется для снятия чувств изможденности, боли в мышцах и симптомов артрита. Масло пихты широко представлено в аптечном ассортименте в России и странах ближнего зарубежья [3]. Наиболее ценная часть пихтового масла — борнилацетат (уксуснокислый эфир борнеола), его содержание у различных видов пихт колеблется от 8 до 47% [4].

Цель настоящей работы - оценка качества образцов эфирного масла пихты сибирской в соответствии с требованиями ГОСТ ISO 10869-2015 Масло эфирное сибирской пихты [5], а также оценка противомикробной активности.

Материалы и методы. Объектами исследования явились различные промышленные образцы эфирного масла пихты сибирской, а также образец, полученный в Пермской государственной фармацевтической академии (ПГФА) из лапок пихты, сырья, заготовленного в Оханском районе Пермского края в октябре 2021 года (таблица 1).

Таблица 1

Объекты исследования

№ Наиме-нование на этикетке Производитель Сведения о составе на этикетке Серия

1 Масло Пихтовое Эвалар «Эвалар», г.Бийск Алтайский край «масло пихтовое 100%» 162

2 Пихта масло эфирное «Миролла», г.Санкт-Петербург «Abies Sibirica Oil» A390603

3 Масло Пихтовое «Натуральные масла», г.Солнечногорск (Московск.обл.) «масло пихты 100%» 0418

4 Эфирное масло пихты «ПК Аспера», с.Беседы (Московск.обл.) «100% натуральное эфирное масло» 50013

5 Эфирное масло пихта «СиНаМ», г.Новосибирск «100% натуральное эфирное масло» V2021

6 Пихта «Миролла Лаб», п.г.т.Кузьмоловский (Ленингр. обл.) «100% эфирное масло пихты» 3001324

7 Пихта сибирская «Олеос», г. Подольск (Московск.обл.) «100% натуральное эфирное масло» 40011117

8 - ПГФА - -

Table 1

The research оbjects

№ Name on the label Producer Ingredients on the label Series

1 Fir oil Evalar «Evalar», Biysk, Altai region «Fir oil 100%» 162

2 Essential fir oil «Mirella», St. Petersburg «Abies Sibirica Oil» A390603

2023. Vol. 25. № 2

Issue Doi: 10.26787/nydha-2686-6838-2023-25-2 —--—

https://clinical-journaL ru

E-ISSN 2686-6838

3 Fir oil «Naturalnye masla», Solnechnogorsk (Moscow region) «Fir oil 100%» 0418

4 Essential fir oil «PK Aspera», Besedy (Moscow region) «100% natural essential oil» 50013

5 Essential fir oil «SiNaM», Novosibirsk «100% natural essential oil» V2021

6 Fir «Mirolla Lab», Kuzmolovsky (Leningrad region) «100% essential fir oil» 3001324

7 Siberian fir «Oleos», Podolsk (Moscow region) «100% natural essential oil» 40011117

8 - Pern state pharmaceutical academy - -

Собственный образец получали перегонкой с водяным паром с парогенератором. Измельчали лапки ножницами длиной и шириной до 2-3 см, помещали в колбу, заливали кипятком, присоединяли предварительно нагретый до кипения парогенератор и нагревали не менее 3 часов. Эфирное масло конденсировалось в холодильнике и собиралось в приемнике.

В данной работе мы провели оценку масла по ряду показателей: внешний вид, цвет, запах, относительная плотность при 20°С, показатель преломления при 20°С, растворимость в этиловом спирте с объемной долей спирта 95% при 20°С, кислотное число, хроматографический профиль [5]. Кроме этого, по ОФС «Эфирные масла» определили наличие недопустимых примеси: спирта этилового, жирного и минерального масла [2].

Внешний вид (консистенцию) и цвет определяли, поместив 10 мл масла в пробирку, наблюдая перпендикулярно оси цилиндра в проходящем рассеянном дневном свете.

Запах определяли, нанося каплю эфирного масла на полоску фильтровальной бумаги так, чтобы масло не смачивало края бумаги, и оценивают запах через каждые 15 мин в течение 1 ч.

Определение относительной плотности и примеси этилового спирта проводили по стандартным методикам ГФ 14 [2].

Исследование показателя преломления проводили на рефрактомере ИРФ-454Б2М.

Растворимость в этиловом спирте изучали в соответствии с рекомендациями ОФС «Эфирные масла» по следующей методике. 1 мл эфирного масла помещают в пробирку 25 мл с притертой пробкой, добавляли спирт из бюретки при интенсивном перемешивании до образования прозрачного раствора.

Для определения кислотного числа помещали порцию образца около 5 г (точная навеска, согласно рассчитанной плотности) в колбу 50 мл, добавляют 5 мл нейтрализованного этанола и 2 капли фенолфталеина 1%-спиртового раствора. Титровали жидкость 0,1 М гидроксидом калия. Добавляли раствор до тех пор, пока не наступит стабильное (не менее 30 с) изменение цвета. Фиксировали объем V добавленного гидроксида калия.

Расчет кислотного числа (AV) производили по формуле:

AV=Vc

56,11

т

где V - объем раствора гидроксида калия, использованного при титровании, мл; с -концентрация раствора гидроксида калия, моль/дмЗ; m - масса рабочего образца, г.

Газохроматографическое-массспектрометрическое (ГХ/МС) исследование состава образцов пихтового масла выполнено на приборе Agilent 5977A/7890B, оборудованном колонкой Agilent HP-5MS 30 м х 0,25 мм, 0.25 мкм. Запись хроматограмм осуществляли в режиме полного ионного тока (TIC) в следующем режиме: температура испарителя 250°C, температура колонки программировалась в интервале 50-230°C со скоростью 10°С/мин. Идентификацию пиков терпенов на хроматограмме осуществляли с помощью библиотеки масс-спектров NIST'11 и образцовых хроматограмм из ГОСТ ISO 10869-2015.

Определение примеси жирного и минерального масла проводили двумя способами. По первому способу 1 мл эфирного масла взбалтывали в пробирке вместимостью 20 мл с 10 мл спирта 96 %; не должно наблюдаться помутнения и образования маслянистых капель. Во втором способе 0,05 мл испытуемого эфирного масла помещается на фильтровальную бумагу; пятно масла должно испариться с бумаги полностью в течение 24 ч без оставления следа.

При изучении противомикробной активности в отношении штаммов S.aureus 6538Р АТСС, E.coli 25922АТСС, С. albicans 885-653 АТСС использован метод лунок при посеве изучаемой культуры методом газона (оптическая плотность 0,5 по MF=1,5x108 КОЕ/мл). Диаметр лунки 10 мм. Объем образца, вносимого в лунку - 0,1 мл. Учет результатов противомикробной активности осуществлялся через 24-28ч инкубирования при температуре 35±10С.

Результаты и обсуждение. В соответствии с ГОСТом эфирное масло пихты сибирской обладает характеристиками: консистенция: жидкость; цвет: От бесцветного до бледно-желтого цвета; запах: Свежий, древесный, смолистый; Относительная плотность при 20°C: минимум: 0,895, максимум: 0,912; Показатель преломления при 20°C: минимум: 1,468, максимум: 1,473; Растворимость в этиловом спирте 95% при 20°C: Для получения прозрачного

https://ctinical-journaL ru

2023. Vol. 25. № 2

Issue Doi: 10.26787/nydha-2686-6838-2023-25-2

E-ISSN 2686-6838

раствора требуется не более десяти частей этилового спирта и одной части эфирного масла; кислотное число: максимальное: 1,0. Не допускается примеси этилового спирта, жирных и минеральных масел.

Согласно проведенным исследованиям все образцы удовлетворяют требованиям по консистенции и цвету; в запахе образцов 2, 3 и 6 присутствует запах технической жидкости; все образцы, кроме полученного в ПГФА, имеют относительную плотность ниже, чем указано в ГОСТе; показатель преломления занижен у образцов 2, 4, 6 и 7; образцы 2 и 6, в составе имеют компоненты, не растворяющиеся в этиловом спирте в предложенном ГОСТом соотношении; все

1 с

щ

образцы соответствуют ГОСТу по кислотному числу и не содержат примеси спирта этилового; образец 7 содержит примесь жирного или минерального масла согласно опыту №2, образцы 2, 5, 6 - согласно обоим опытам.

Хроматографический профиль был изучен без стандартов веществ, поэтому результаты посчитаны по методу внутренней нормализации, как если бы в состав образцов входили, только вещества, указанные в ГОСТе. Согласно проведенному исследованию, все эти вещества идентифицированы на пиках хроматограмм. Результаты изучения хроматографического профиля представлены на рис. 1.

ш

ZT

m

пп Г:

ю

о

л.

ш

0

1 Ч> 1=

D. ф

5

(J

■ Сантен (5а ntene) 1.5-3.5%

Камфен [Camphene) 15.D-25.OK |Лиглонен (LImоnenе)4.0-Ю.ШЬ I Бо р н ил ацетат(Вornyl acetate) 20.0-35.DJS

i Тр и ци кл ен (Tri c/d enej 1.5-3.5% ■ о- П и н ен (а- Р1 n en е) 10.0- 22.0%

I р-Пинен [р-Pin enе) 1.0-3.5% ■5-3-KapEn(6-3-»LareneJ 9 0-15.0*

I р-Фелл а ндр е н [ р- Ph ellan drene) 1.5- 5.0% ■ Бо рн еол [ Born eolj 1.0- 3.0% I (i-Кариофиллен (¡J-caryophylllene) D.5-2.0% ■ а-Гумулен ¡n.-HurTiuleneJ0.3-D.B%

Рис. 1. Соотношение терпенов в образцах пихтового масла (после названия терпена указан диапазон его содержания согласно ГОСТ ISO 10869-2015)

Fig. 1. The ratio of terpenes in Siberian fir oil samples (after the name of the terpene, the range of its content is indicated according to GOST ISO 10869-2015)

Согласно изучению хроматографического профиля, всем требованиям по соотношению веществ и процентности мог бы удовлетворить образец 1 (Эвалар). Также следует заметить, что образце 8 (ПГФА) содержится самое большое количество борнилацетата.

Изученные образцы обладают высокой антибактериальной активностью в отношении изученного штамма золотистого стафилококка

(более 45 мм задержки роста), низкой антибактериальной активностью в отношении изученного штамма кишечной палочки (10-16,5 мм задержки роста), средне выраженной противогрибковой активностью в отношении изученного штамма С. albicans обладают образцы №2, 5 и 7 (19-23 мм задержки роста). Таким образом, образцы эфирного масла обладают примерно

https://clinical-joumaL ru

2023. Vol. 25. № 2

Issue Doi: 10.26787/nydha-2686-6838-2023-25-2

E-ISSN 2686-6838

одинаковой противомикробной активностью в отношении изучаемых штаммов.

Выводы. Ни один из изученных образцов не соответствует полностью требованиям ГОСТа. Согласно изучению хроматографического профиля, всем требованиям по соотношению веществ и процентности мог бы удовлетворить образец компании Эвалар. Наибольшее количество борнилацетата содержится в образце, полученном

авторами настоящей работы. Исследованные образцы эфирные масла, обладают примерно одинаковой противомикробной активностью в отношении тест-штаммов. Авторы работы не могут рекомендовать лучший из изученных образцов. Необходим пересмотр имеющейся нормативной документации, а также более жесткий контроль качества реализуемых на фармацевтическом и парфюмерном рынке эфирных масел.

REFERENCES

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИМ СПИСОК

[1]. Capetti F. et al. Adulteration of Essential Oils: A Multitask Issue for Quality Control. Three Case Studies: Lavandula angustifolia Mill., Citrus limon (L.) Osbeck and Melaleuca alternifolia (Maiden & Betche) Cheel. Molecules. 2021;26(18):5610. D0I:10.3390/molecules26185610.

[2]. State Pharmacopeia of Russian Federation 14th edition [Internet] [cited 2023 Jan 25]. Available from: http://femb.ru/record/pharmacopea14 (in Russ.)

[3]. Adamenko G.V., Tyomkina D.A. Features of the implementation of essential oils in a pharmacy. Bulletin of Vitebsk State Medical University, 2021, 20, 5, 84-95. DOI: 10.22263/2312-4156.2021.5.84 (in Russ.)

[4]. Kheifits L.A., Dashunin V.M. Fragrances and other products for perfumery. Moscow, Chemistry Publishing, 1994. 256 p. (in Russ.)

[5]. GOST ISO 10869-2015. Interstate standard. Essential oil of Siberian fir (Abies sibirica Lebed). Specifications. Moscow, Standartinform Publishing, 2016. 13 p. (in Russ.)

[1] Capetti F. et al. Adulteration of Essential Oils: A Multitask Issue for Quality Control. Three Case Studies: Lavandula angustifolia Mill., Citrus limon (L.) Osbeck and Melaleuca alternifolia (Maiden & Betche) Cheel // Molecules. 2021. Volume 26(18). 5610. DOI: 10.3390/molecules26185610.

[2] Государственная фармакопея Российской Федерации XIV издание [Электронный ресурс] https://femb.ru/record/pharmacopea14 (дата обращения 25.01.2023)

[3] Адаменко Г.В., Тёмкина Д.А. Особенности реализации эфирных масел в аптеке // Вестник Витебского Государственного Медицинского Университета. 2021. том 20, №5. С. 84-95. DOI: 10.22263/2312-4156.2021.5.84

[4] Хейфиц Л.А., Дашунин В.М. Душистые вещества и другие продукты для парфюмерии. М.: Химия, 1994. 256 с.

[5] ГОСТ ISO 10869-2015. Межгосударственный стандарт. Масло эфирное сибирской пихты (Abies sibirica Lebed). Технические условия. М.: Стандартинформ, 2016. 13 с.

Author Contributions. Kasyanov Z.V. - collection of material, phytochemical analysis, processing of results, literature review, writing the text, Vasyanin A.N. - chromatographic study, processing of results, Novikova V. V. - study of antimicrobial activity, processing of results, Nepogodina E.A. - data collection, phytochemical analysis

Conflict of Interest Statement. The authors declare no conflict of interest.

Kasyanov Z.V. - SPIN ID: 3227-8183; ORCID ID: 0000-0002-9758-3649

Vasyanin A.N. - SPIN ID: 9084-3552; ORCID ID: 0000-0002-1991-094X

Novikova V.V. - SPIN ID: 1870-8372; ORCID ID: 0000-0003-4475-4421

Nepogodina E.A. - SPIN ID: 4132-6721; ORCID ID: 0000-0002-0572-8215

For citation: Kasyanov Z.V., Vasyanin A.N., Novikova V.V., Nepogodina E.A. COMPARATIVE ANALYSIS OF SIBERIAN FIR ESSENTIAL OIL SAMPLES AND THEIR ANTIMICROBIAL ACTIVITY // Medical & pharmaceutical journal "Pulse". -2023;25(1):54-58. http://dx.doi.org//10.26787/nydha-2686-6838-2023-25-2-54-58.

Вклад авторов Касьянов З.В. - сбор материала, фитохимический анализ, обработка результатов, обзор литературы, написание текста, Васянин А.Н. - хроматографическое исследование, обработка результатов, Новикова В.В. - изучение противомикробной активности, обработка результатов, Непогодина Е.А. - сбор данных, фитохимический анализ

Заявление о конфликте интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Касьянов З.В. - SPIN ID: 3227-8183; ORCID ID: 0000-0002-9758-3649

Васянин А.Н. - SPIN ID: 9084-3552; ORCID ID: 0000-0002-1991-094X

Новикова В.В. - SPIN ID: 1870-8372; ORCID ID: 0000-0003-4475-4421

Непогодина Е.А. - SPIN ID: 4132-6721; ORCID ID: 0000-0002-0572-8215

Для цитирования: Касьянов З.В., Васянин А.Н., Новикова В.В., Непогодина Е.А. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ОБРАЗЦОВ ЭФИРНОГО МАСЛА ПИХТЫ СИБИРСКОЙ И ИХ ПРОТИВОМИКРОБНАЯ АКТИВНОСТЬ // Медико-фармацевтический журнал "Пульс". 2023;25(1):54-58. http://dx.doi.org//10.26787/nydha-2686-6838-2023-25-2-54-58.