Научная статья на тему 'Влияние ультразвукового воздействия на экстракцию биологически активных соединений растений семейства Caryophyllaceae'

Влияние ультразвукового воздействия на экстракцию биологически активных соединений растений семейства Caryophyllaceae Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
499
90
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ФИТОЭКДИСТЕРОИДЫ / ФЛАВОНОИДЫ / SILENE / LYCHNIS / УЛЬТРАЗВУК / ЭКСТРАКЦИЯ

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Зибарева Лариса Николаевна, Филоненко Елена Сергеевна

Изучено влияние ультразвукового излучения на экстракцию вторичных метаболитов из растений семейства Caryophyllaceae. Показано, что при одновременном проведении экстракции и воздействии ультразвука наблюдается ускорение процесса извлечения таких биологически активных веществ, как экдистероиды и флавоноиды. Время извлечения экдистероидов из надземной части Silene viridiflora, Silene sendtneri, Silene roemeri, Silene colpophylla, Silene frivaldszkyana и Lychnis chalcedonica сократилось в 6-12 раз. Установлено, что ультразвук оказывает различное действие на процесс экстракции соединений из разных растительных объектов. Так, из Lychnis chalcedonica, со средним уровнем экдистероидов, уже после 60 мин воздействия достигается извлечение экдистероидов, равное контролю, а после 90 мин превышающее его уровень на 49%. Из вида с высоким содержанием экдистероидов Silene frivaldszkyana уровень контроля достигается через 120 мин УЗ-обработки. Высокоинтенсивный ультразвук ускоряет процесс, сокращает объемы растворителей и увеличивает выход флавоноидов на 28-41% по сравнению с контролем. Разрушительное действие ультразвука на вторичные метаболиты не наблюдается, что подтверждается УФ-спектрами и высокоэффективной жидкостной хроматографией.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Зибарева Лариса Николаевна, Филоненко Елена Сергеевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Влияние ультразвукового воздействия на экстракцию биологически активных соединений растений семейства Caryophyllaceae»

Химия растительного сырья. 2018. №2. С. 145-151.

DOI: 10.14258/jcprm.2018023703

УДК 577.13

ВЛИЯНИЕ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ЭКСТРАКЦИЮ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ СОЕДИНЕНИЙ РАСТЕНИЙ СЕМЕЙСТВА САИУОРНУи-А СЕАЕ

© JI.H. Зибарева , Е.С. Филоненко

Национальный исследовательский Томский государственный университет, пр. Ленина, 36, Томск, 634050 (Россия), e-mail: zibareva.lara@yandex.ru

Изучено влияние ультразвукового излучения на экстракцию вторичных метаболитов из растений семейства Caryophyllaceae. Показано, что при одновременном проведении экстракции и воздействии ультразвука наблюдается ускорение процесса извлечения таких биологически активных веществ, как экдистероиды и флавоноиды. Время извлечения экдистероидов из надземной части Silene viridiflora, Silene sendtneri, Silene roemeri, Silene colpophylla, Silene frivaldszkyana и Lychnis chalcedonica сократилось в 6-12 раз. Установлено, что ультразвук оказывает различное действие на процесс экстракции соединений из разных растительных объектов. Так, из Lychnis chalcedonica, со средним уровнем экдистероидов, уже после 60 мин воздействия достигается извлечение экдистероидов, равное контролю, а после 90 мин - превышающее его уровень на 49%. Из вида с высоким содержанием экдистероидов Silene frivaldszkyana уровень контроля достигается через 120 мин УЗ-обработки. Высокоинтенсивный ультразвук ускоряет процесс, сокращает объемы растворителей и увеличивает выход флавоноидов на 28^11% по сравнению с контролем. Разрушительное действие ультразвука на вторичные метаболиты не наблюдается, что подтверждается УФ-спектрами и высокоэффективной жидкостной хроматографией.

Ключевые слова: фитоэкдистероиды, флавоноиды, Silene, Lychnis, ультразвук, экстракция.

Работа выполнена в рамках Государственного задания Минобрнауки России, проект

В настоящее время активно исследуется влияние ультразвука на различные биологические объекты, на степень извлечения биологически активных веществ (БАВ). Применение ультразвука позволяет увеличить скорость протекания процесса экстрагирования, увеличить выход экстрагируемых веществ, обеспечить экстракцию веществ, недоступных другими способами, проводить экстракцию при комнатной температуре. Ультразвук усиливает в тканях проницаемость клеточных мембран и диффузные процессы, изменяет концентрацию водородных ионов в тканях, вызывает расщепление высокомолекулярных соединений. В химическом отношении продукты распада ионизированных молекул воды в тканях организма крайне активны. По всей вероятности, именно их большой активностью обусловлен ряд общебиологических эффектов, проявляющихся под влиянием ультразвука [1-4].

Сравнение различных методов экстракции подтверждает высокую эффективность ультразвукового экстрагирования природного сырья. Показано, что применение микроволнового излучения и ультразвука позволило увеличить выход липидов в 2-4 раза [2]. Известен способ обработки ультразвуком при экстракции водой и водно-спиртовыми растворами растительного сырья, содержащего сердечные гликозиды из травы наперстянки [3]. Разработан способ воздействия ультразвука частотой 19-44 кГц на выделение фе-

№ 37.7810.2017/8.9.

Введение

Зибарева Лариса Николаевна - доктор химических наук,

заведующая лабораторией фитохимии,

e-mail: zibareva.lara@yandex.ru

Филоненко Елена Сергеевна - техник лаборатории

фитохимии, e-mail: filonenkoelenaserg@mail.ru

нольных соединений (флавоноиды, дубильные вещества, фенолгликозиды, связанные кумарины, ан-тоцианы, фенолкарбоновые кислоты) из растений с сокращением процесса экстракции [4]. Согласно

Автор, с которым следует вести переписку.

разработанному способу производства лечебного препарата «Экдистсрон-80» на основе фитоэкдистсрои-дов Serratilla coronata L. [5], экстракция термообработанного сырья проводится водно-этанольными смесями с настаиванием и ультразвуковой обработкой.

Разработанный нами ранее способ увеличения степени извлечения экдистероидов из растительных объектов [6] на примере Serratilla cupuliformis Nakai & Kitag. (сем. Asteraceae Bercht. & J. Presl) показал положительное влияние ультразвука на выход БАВ и позволил сократить время экстракции в 12-24 раза. Поскольку при ультразвуковом воздействии высокие частоты могут негативно влиять на биологические структуры и приводить к их разрушению, то важно определять условия проведения экстракции не только для конкретного вида растений, но и группы биологически активных соединений. В связи с этим возникла необходимость в адаптации разработанной методики к видам семейства Caryophyllaceae Juss.

Изучаемые виды семейства Caryophyllaceae являются перспективными продуцентами экдистероидов и флавоноидов. Ранее изучен состав экдистероидов этих видов [7-9]. Установлено, что экстракты и индивидуальные соединения (20-гидроксиэкдизон - 20Е) Lychnis chalcedonica L. ограничивают спонтанную агрегацию эритроцитов, а также остроту проявления синдрома повышенной вязкости крови при ишемии мозга у крыс более эффективно, в сравнении с эталоном пентоксифиллином [10, 11]. Показано, что БАВ, включая экдистероиды, входящие в состав экстракта Lychnis chalcedonica, проявляют фунгистатиче-ское действие в отношении поверхностных дерматофитов более эффективно, в сравнении с эталонами гри-зеофульвином, нистатином, нитрофунгином [12]. Выявлена радиопротекторная активность его экстрактов при облучении белых мышей [7], противоопухолевое действие экстрактов Lychnis chalcedonica и видов Silene L., снижающего токсическое действие циклофосфана и увеличивающего его антиметастатическую активность [13, 14], противоязвенная [15], гастропротекторная активность комплекса флавоноидов Lychnis chalcedonica [16]. Имееются данные о разных видах биологического действия Silene: ранозаживляющее, противовоспалительное, обезболивающее и противоотечное [17-19]. Таким образом, Lychnis chalcedonica и растения рода Silene, являясь близкородственными видами, согласно хемотаксономии могут иметь состав сходных БАВ, а следовательно, и быть основой для создания фармацевтических субстанций комплексного действия, при этом полное извлечение действующих веществ является важным моментом.

Целью настоящего исследования является оценка влияния ультразвука на степень извлечения экдистероидов и флавоноидов из видов семейства Caryophyllaceae.

Экспериментальная часть

Объекты исследования: Lychnis chalcedonica L. и Silene frivaldszkyana Натре, S. viridiflora L., S. sendt-neri Boiss., S. roemeri Friv., S. colpophylla Wrigley, успешно интродуцированные в Сибирском ботаническом саду Томского государственного университета (Сиб БС ТГУ) [20].

Навеску 1 г сухого измельченного сырья заливали 70% этиловым спиртом в соотношении 1 : 20, помещали в ультразвуковой экстрактор Elmasonic S 60 Н ELMA (Германия), частота 37 кГц. Время экстракции - 30-120 мин. При экстрагировании учитывалось повышение температуры экстрактов за счет ультразвуковой кавитации и поглощения энергии. Поскольку экдистероиды - химически лабильные вещества, разрушающиеся при температурах выше 60 °С, во время УЗ-воздействия поддерживалась температура 55 °С. Для сравнительного анализа в качестве контроля проводили пятикратное экстрагирование фито-экдистероидов 70% этиловым спиртом из объектов исследования на водяной бане при 55 °С в течение 12 ч, смену экстрагента проводили через 5 ч, 3 ч, 2 ч, 1ч, 1 ч [21].

Полученные экстракты концентрировали под вакуумом с помощью ротационного испарителя IKA RV 10 (Германия) до 5 мл. Идентификация БАВ проведена с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии на хроматографе Shimadzu LC-20AD (Япония), хроматографическая колонка Perfect Sil Target ODS-3 элюирование смесью ацетонитрила и изопропилового спирта (5 : 2) и 0.1% трифторуксусной кислоты в градиенте от 15 до 35%, от 0 до 40 мин. Скорость элюирования 1 мл/мин, время анализа 60 мин. Объем пробы 5 мкл. Аналитическая длина волны /.П|(|;, = 242 нм.

Количественное определение содержания флавоноидов в растительном сырье проводили спектро-фотометрически по методике [22], экдистероидов [21]. Хроматографическое разделение проводили в системе хлороформ - этанол - ацетон 5:3:1. Экдистероиды с сорбента элюировали 10 мл 96% этиловым спиртом в течение 4 ч при непрерывном перемешивании на перемешивающем устройстве ПЭ-6410М (Экрос, Россия). Оптическую плотность элюатов экдистероидов измеряли на спектрофотометре «UV-1800»

(Shimadzu, Япония) в диапазоне длин волн от 200 до 300 нм в кюветах с толщиной слоя 1 см. Максимумы поглощения, обусловленные кетогруппой экдистероидов, сопряженной с двойной связью, фиксировали в области 240-245 нм.

Расчет осуществляли по формуле

X (%) = (С,;, • Dx- Vj • 100 • 100)/(D0 • m • V2 • (100 - w),

где С,, - концентрация стандарта, г/мл; D0 - оптическая плотность стандарта; Dx - оптическая плотность образца; Vi - объем экстракта, мл; V2 - объем экстракта, нанесенного на стеклянную пластинку, мл; m -масса сырья, г; w - влажность сырья, %.

Статистическая обработка данных выполнена в Microsoft Excel 2007.

Обсуждение результатов

Деструктивного воздействия ультразвука на экдистероиды и флавоноиды в процессе экстракции не наблюдалось, что подтверждено сохранением максимумов поглощения стандартов - 20-гидроксиэкдизона, комплекса рутина с AICI3 в модельных растворах до и после УЗ воздействия (рис. 1).

После хроматографического разделения в тонком слое экстракта Silene frivaldszkvana, полученного в результате ультразвуковой экстракции в течение 2 ч, наблюдается сохранение максимумов поглощения как флавоноидов, так и экдистероидов (рис. 1, д, е). УФ-спектры этанольных элюатов экдитероидов после УЗ экстракции сырья и наличие поглощения в интервале /.,„,,,■ 241-246 нм, свойственных экдистероидам, видов S. viridiflora, S. sendtneri, S. roemeri, S. colpophylla также свидетельствуют об отсутствии негативного влияния УЗ на структуры экдистероидов, подтверждением чего является ВЭЖХ экстрактов исследуемых видов (рис. 2, табл. 1).

Пики 4, 6, 9, 10, 11 соответствуют экдистероидам с поглощением в области /.П|(|;, 242-247 нм, обусловленным кетогруппой экдистероидов, сопряженной с двойной связью в кольце В.

Рис. 1. УФ-спектры стандартов рутина без УЗ воздействия (а), после УЗ воздействия (б), 20-гидроксиэкдизона без УЗ воздействия (в), после УЗ воздействия (г); экдистероидов (д) и комплекса флавоноидов с А1С1з (е) (препаративная ТСХ) после УЗ воздействия Шепе (пуаккхкуапа в течение 2 ч

Рис. 2. ВЭЖХ экстракта S. roemeri после УЗ воздействия (4, 6, 9, 10, 11 - экдистероиды, табл. 1)

Таблица 1. Идентификация соединений экстракта S. roemeri

№№ Времена удерживания tr, мин Максимумы поглощения Х^х, нм Соединение

1 10.479 273, 333 Флавоноид 1

2 12.794 271,330 Флавоноид 2

3 13.545 272,337 Виценин

4 14.943 242 Экдистероид 1

5 15.755 273, 336 Неовитексин

6 19.476 247 20-гидроксиэкдизон

7 20.286 273, 330 Флавоноид 3

8 21.140 273, 330 Флавоноид 4

9 29.043 245 Экдизон

10 31.493 247 2-дезокси-20-гидроксиэкдизон

11 33.933 244 Экдистероид 2

Как следует из данных таблицы 2, наблюдается различное влияние ультразвука на процесс экстракции соединений из разных растительных объектов. Так из Lychnis chalcedonica, со средним уровнем экдистероидов, уже после 60 мин воздействия достигается извлечение 20Е равное контролю, а после 90 мин - превышающее его уровень на 49%. Последующее воздействие ультразвука повлекло уменьшение уровня 20Е до контроля.

Из Sil ene frivaldszkvana, вида с высоким содержанием экдистероидов [7-9], извлекается 94% 20Е (по отношению к контролю) только через 120 мин УЗ воздействия. Уровень 20Е при извлечении из Silene frivaldszkvana по сравнению с Lychnis chalcedonica в течение одинакового времени воздействия ультразвуком 90 мин выше в 2 раза, а в течение 120 мин в 4 раза.

Сравнительный анализ содержания 20Е в экстракте, полученном на водяной бане в течение 12 ч и с помощью ультразвука, показал, что наибольший выход 20Е из S. viridiflora - 88% от контроля отмечен при действии ультразвука в течение 60 мин. Для S. roemeri наибольший выход наблюдался при воздействии ультразвука в течение 90 мин, содержание 20Е на 9% больше по сравнению с контролем. Наибольший выход при воздействии ультразвука в течение 120 мин наблюдался у S. sendinen. S. colpophylla - 94 и 96% соответственно. При неполном извлечении фитоэкдистероидов под действием ультразвука потери в содержании незначительны и составляют 0.02-0.11%.

Таблица 2. Содержание 20Е в объектах исследования до и после УЗ воздействия, % на абс. сухое сырье

Вид растений Время УЗ воздействия, мин

контроль 60 90 120

Silene viridiflora 0.68 ±0.01 0.60 ±0.06 0.41 ±0.05 0.47 ±0.03

Silene sendtneri 1.50 ±0.04 1.24 ±0.04 1.27 ±0.04 1.41 ±0.11

Silene roemeri 0.91 ±0.002 0.80 ±0.11 1.00 ±0.04 0.80 ±0.14

Silene colpophylla 0.48 ±0.12 0.41 ±0.03 0.38 ±0.03 0.46 ±0.03

Silene frivaldszkvana 1.78± 0.04 0.78± 0.01 1.20± 0.03 1.67± 0.04

Lychnis chalcedonica 0.41± 0.01 0.41± 0.01 0.61± 0.02 0.43± 0.02

Важным результатом является то, что действие ультразвука снижает время экстрагирования экди-стероидов из объектов исследования в 6-12 раз. Кроме того, положительным моментом является уменьшение объемов используемого экстрагента в 2 раза.

Ультразвук можно использовать в экспресс-анализе содержания БАВ при проведении скрининга.

Как следует из данных таблицы 3, максимумы поглощения комплексов флавоноидов с хлористым алюминием после воздействия ультразвука идентичны таковым в контроле. Кроме того, с увеличением времени воздействия ультразвука выход флавоноидов увеличивается. Анализ экстрактов, полученных в результате экстракции флавоноидов из надземной части Шепе (пх'аккхкуапа. показал, что уровень флавоноидов контроля достигнут в образце после 60 мин обработки, максимальное увеличение содержания этих фенольных соединений достигло 29% после 120 мин воздействия ультразвука на сырье при одновременном протекании процесса экстракции.

Таблица 3. Влияние ультразвукового воздействия на степень извлечения флавоноидов

из растительного сырья

№ Время УЗ воздействия, ?Члах,НМ Содержание флавоноидов, % по Степень извлечения по отношению

мин рутину к контролю, %

Lychnis chalcedonica

1 Контроль 392 1.97 100

2 30 395 1.91 96.96

3 60 392 2.37 120.30

4 90 392 2.78 141.12

Silene frivaldszkyana

5 Контроль 393 1.40 100

6 30 393 1.05 75.0

7 60 392 1.41 100.71

8 90 393 1.64 117.14

9 120 394 1.80 128.57

Воздействие ультразвука на Lychnis chalcedonica проводили в интервале от 30 до 90 мин. Наибольший выход флавоноидов наблюдался в образце после обработки в течение 90 мин, повышение по отошению к контролю составило 41%.

Выводы

1. Применение ультразвукового воздействия на процесс экстракции позволяет достичь высокой степени извлечения экдистероидов и флавоноидов из видов семейства Caryophyllaceae.

2. Время экстракции экдистероидов уменьшается в 6-12 раз.

3. Время УЗ воздействия на вид, видимо, обусловлено специфичностью состава и содержанием вторичных метаболитов, максимальное извлечение как экдистероидов, так флавоноидов из Lychnis chalcedonica достигается за 90, Silene frivaldszkyana - за 120 мин.

Список литературы

1. Хмелева А.Н. Влияние ультразвукового облучения на ризогенную активность растительных объектов в присутствии регуляторов роста: автореф. дис. ... канд. биол. наук. Барнаул, 2009. 16 с.

2. Cravotto G., Boffa L., Mantegna S., Perego P., Avogadro M., Cintas P. Improved extraction of vegetable oil under high - intensity ultrasound and/or microwaves // Ultrasonics Sonochemistry. 2008. Vol. 15. Pp. 898-902.

3. Молчанов Г.И. Ультразвук в фармации. М.: Медицина, 1980. 176 с.

4. Брук М.М. Получение лекарственных препаратов из растительного и животного сырья под действием ультразвука//Ультразвук в физиологии и медицине. Ростов-на-Дону, 1972. Т. 1. С. 115-116.

5. Патент № 2321420 (РФ). Средство «Экдистерон-80», обладающее кардиопротекторной, адаптогенной, анти-гипоксической, гастропротекторной, термопротекторной, анаболической и актопротекторной активностью, и способ его производства / В.В. Пунегов, В.Н. Федоров, H.A. Смирнов, JI.A. Башлыкова, Н.В. Пунегова, В.Г. Зайнуллин, P.JL Сычев, A.A. Раков, A.B. Сидоров / 2008.

6. Патент № 2472519 (РФ). Способ увеличения степени извлечения экдистероидов из растительных объектов / JI.H Зибарева, В.Н. Еремина/2013.

7. Зибарева JI.H. Фитоэкдистероиды растений семейства Caryophyllaceae. LAP Lambert Academic Publishing GmbH&Co, 2012. 195 c.

8. Zibareva L., Yeriomina V.I., Munkhjargal N., Girault J.-P., Dinan L., Lafont R. The Phytoecdysteroid Profiles of 7 Species of Silene (Caryophyllaceae) // Archives of insect biochemistry and physiology. 2009. Vol. 72. N4. Pp. 234248.

9. Зибарева Л.Н, Волкова О.В., Морозов С.В., Черняк Е.И. Фнтоэкдистероиды корней Silene frivaldszkyana Натре//Химия растительного сырья. 2017. №1. С. 71-75.

10. Плотников М.Б., Зибарева Л.Н, Васильев А.С., Алиев О.Н., Маслов М.Ю., Дмитрук С.Е. Гемореологическая активность экдистерона и различных фракций экстракта из надземной части Lychnis chalcedonica L. in vitro II Растительные ресурсы. 2000. Т. 36, вып. 3. С. 91-94.

11. Патент № 2160592 (РФ). Гемореологическое средство / Л.Н. Зибарева, О.И. Алиев, А.А. Колтунов, М.Б. Плотников / 2000.

12. Патент № 2435602 (РФ). Способ получения противогрибкового средства из растительного сырья / Л.Н. Зибарева/ 2011.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

13. Шилова Н.В., Зибарева Л.Н., Зуева Е.П., Амосова Е.Н., Разина Т.Г., Еремина В.И. Скрининговая оценка противоопухолевых свойств некоторых видов семейства Гвоздичных // Поиск, разработка и внедрение новых лекарственных средств и организационных форм фармацевтической деятельности: материалы международной научной конференции. Томск, 2000. С. 201-202.

14. Zibareva L.N., Zueva Е.Р., Razina Т.О., Amosova E.N., Krylova S.G., Lopatina K.A., Rybalkina O.Y., Baduli-na A.A., Safonova E.A., Babushkina M.S., Filonenko E.S., Galiulina A. V. The effect of Lychnis chalcedonica L. fla-vonoids on the development of tumors in mice and the effectiveness of treatment with cyclophosphamide // New operational technologies (NEWOT'2015): Proceedings of the 5th International Scientific Conference «New Operational Technologies». Tomsk, 2015. Vol. 1688. 030031; http://dx.doi.Org/10.1063/l.4936026

15. Krylova S.G., Zueva E.P., Zibareva L.N., Amosova E.N., Razina T.G. Antiulcer activity of extracts of ecdysteroid containing plant of genera Lychnis and Silene Caryophyllaceae family // Bulletin of experimental biology and medicine. 2014. Vol. 158. N2. Pp. 225-228.

16. Патент № 2629090 (РФ). Средство, обладающее гастропротекторной активностью / С.Г. Крылова, Л.Н. Зибарева, Е.П. Зуева, Е.Н. Амосова, О.Ю. Рыбалкина, К.А. Лопатина/2017.

17. Патент № 2119331 (РФ). Средство для лечения ожоговых ран «Витадерм» / В.Н. Дармограй, С.М. Потехин-ский, Ю.И. Ухов, В.К. Петров, С.С. Потехинский, С.В. Дармограй / 1998.

18. Патент № 2299064 (РФ). Способ лечения гнойных ран / В.Н. Дармограй / 2007.

19. Патент № 2138277 (РФ). Средство для комплексного лечения ожоговых и посттравматических ран / В.Н. Дармограй и др. / 1999.

20. Зибарева Л.Н., Лафон Р., Дайнен Л. Влияние экологических условий Заподной Сибири на аккумулирование экдистероидов в растениях, интродуцированных из ботанических садов Западной Европы // Актуальные проблемы экологии и природопользования Сибири в глобальном контексте: сборник статей. Томск, 2007. С. 132135.

21. Якубова М.Р., Генкина Г. Л., Шакиров Т.Т., Абубакиров Н.К. Хроматоспектрофотометрический метод определения экдистерона в растительном сырье // Химия природных соединений. 1978. №6. С. 737-740.

22. Государственная фармакопея. XIII изд. М.: Медицина, 2015. 1469 с.

Поступило в редакцию 15 января 2018 г.

После переработки 16 марта 2018 г.

Для цитирования: Зибарева Л.Н., Филоненко Е.С. Влияние ультразвукового воздействия на экстракцию биологически активных соединений растений семейства СагуорЬуИасеае // Химия растительного сырья. 2018. №2. С. 145-151. БО!: 10.14258/]сргт.2018023703

Zibareva L.N.*, Filonenro E.S. THE INFLUENCE OF ULTRASONIC TREATMENT ON THE EXTRACTION OF BIOLOGICALLY ACTIVE COMPOUNDS OF PLANTS OF THE FAMILY CARYOPHYLLACEAE

National research Tomsk state University, pr. Lenina, 36, Tomsk, 634050 (Russia), e-mail: zibareva.lara@yandex.ru

The influence of ultrasonic irradiation on extraction of secondary metabolites from plants of the family Caryophyllace-ae was study. It is shown that while carrying out extraction and the effects of ultrasound observed acceleration of the extraction process such biologically active compounds as ecdysteroids and flavonoids. The time of extraction of ecdysteroids from the aerial part oiSilene viridiflora, Silene sendtneri, Silene roemeri, colpophylla Silene, Silene frivaldszkyana and Lychnis chalce-donica decreased by 6-12 times. Found that ultrasound has a different effect on the process of extraction of compounds from different plant species. Lychnis chalcedonica, with an average level of ecdysteroids, after 60 minutes of exposure is achieved by the extraction of the ecdysteroids is equal to the control, and after 90 min, exceeding its level by 49%. From Silene frivaldszkyana - species with high content of ecdysteroids control level were achieved after 120 min of ultrasonic treatment. High-intensity ultrasound accelerates the process, reduces the volume of solvents and increases the yield of flavonoids in 28^11% in comparison with the control. The destructive effect of ultrasound on the secondary metabolites not observed, as confirmed by UV-spectra and high performance liquid chromatography.

Keywords: phytoecdysteroids, flavonoids, Silene, Lychnis, ultrasound, extraction.

References

1. Khmeleva A.N. Vliianie ul'trazvukovogo oblucheniia na rizogennuiu aktivnost' rastitel'nykh ob "ektov vpri-sutstvii regulia-torov rosta. Avtoref. dis. ... kand. biol. nauk. [Effect of ultrasonic irradiation on the rhizogenic activity of plant objects in the presence of growth regulators. Author's abstract, dis. ... Cand. Biol. Sciences.]. Barnaul, 2009,16 p. (inRuss.).

2. Cravotto G., Boffa L., Mantegna S., Perego P., Avogadro M., Cintas P. Ultrasonics Sonochemistry, 2008, vol. 15, pp. 898-902.

3. Molchanov G.I. Ul'trazvuk v farmatsii. [Ultrasound in Pharmacy], Moscow, 1980, 176 p. (in Russ.).

4. Bruk M.M. Ul'trazvuk v fiziologii i meditsine. [Ultrasound in Physiology and Medicine], Rostov-na-Donu, 1972, vol. l,pp. 115-116. (inRuss.).

5. Patent 2321420 (RU). 2008. (in Russ.).

6. Patent 2472519 (RU). 2013. (in Russ.).

7. Zibareva L.N. Fitoekdisteroidy rastenii semeistva Caryophyllaceae. [Phytoecdysteroids of plants of the family Cary-ophyllaceae]. LAP Lambert Academic Publishing GmbH&Co, 2012, 195 p. (in Russ.).

8. Zibareva L., Yeriomina V.I., Munkhjargal N., Girault J.-P., Dinan L., Lafont R. Archives of insect biochemistry and physiology, 2009, vol. 72, no. 4, pp. 234-248.

9. Zibareva L.N., Volkova O.V., Morozov S.V., Cherniak E.I. KhimiyaRastitel'nogo Syr'ya, 2017, no. 1, pp. 71-75. (in Russ.).

10. Plotnikov M.B., Zibareva L.N., Vasil'ev A.S., Aliev O.I., Maslov M.Iu., Dmitruk S.E. Rastitel'nye resursy, 2000, vol. 36, no. 3, pp. 91-94. (in Russ.).

11. Patent 2160592 (RU). 2000. (in Russ.).

12. Patent 2435602 (RU). 2011. (in Russ.).

13. Shilova N.V., Zibareva L.N., Zueva E.P., Amosova E.N., Razina T.G., Eremina V.I. Poisk, razrabotka i vnedrenie novykh le-karstvennykh sredstv i organizatsionnykh form farmatsevticheskoi deiatel'nosti: materialy mezhdunarodnoi nauchnoi konferentsii. [Search, development and introduction of new medicines and organizational forms of pharmaceutical activity: materials of the international scientific conference], Tomsk, 2000, pp. 201-202. (in Russ.).

14. Zibareva L.N., Zueva E.P., Razina T.G., Amosova E.N., Krylova S.G., Lopatina K.A., Rybalkina O.Y., Badulina A.A., Safonova E.A., Babushkina M.S., Filonenko E.S., Galiulina A.V. New operational technologies (NEWOT'2015): Proceedings of the 5th International Scientific Conference «New Operational Technologies», Tomsk, 2015, vol. 1688, 030031; http://dx.doi.Org/10.1063/l.4936026

15. Krylova S.G., Zueva E.P., Zibareva L.N., Amosova E.N., Razina T.G. Bulletin of experimental biology and medicine, 2014, vol. 158, no. 2, pp. 225-228.

16. Патент № 2629090 (РФ). Средство, обладающее гастропротекторной активностью / С.Г. Крылова, JI.H. Зиба-рева, Е.П. Зуева, Е.Н. Амосова, О.Ю. Рыбалкина, К.А. Лопатина /2017. (in Russ.).

17. Patent2119331 (RU). 1998. (inRuss.).

18. Patent 2299064 (RU). 2007. (in Russ.).

19. Patent 2138277 (RU). 1999. (in Russ.).

20. Zibareva L.N., Lafon R., Dainen L. Aktual'nyeproblemy ekologii iprirodopol'zovaniia Sibiri v global'nom kontekste: sbornik statei. [Actual problems of ecology and nature management of Siberia in a global context: a collection of articles], Tomsk, 2007, pp. 132-135. (in Russ.).

21. Iakubova M.R., Genkina G.L., Shakirov T.T., Abubakirov N.K. Khimiiaprirodnykh soedinenii, 1978, no. 6, pp. 737740. (inRuss.).

22. Gosudarstvennaia farmakopeia. XIII izd. [State Pharmacopoeia. ХШ ed.]. Moscow, 2015, 1469 p. (in Russ.).

Received January 15, 2018 Revised March 16, 2018

For citing: Zibareva L.N., Filonenro E.S. Khimiya Rastitel'nogo Syr'ya, 2018, no. 2, pp. 145-151. (in Russ.). DOI: 10.14258/jcprm.2018023703

Corresponding author.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.