CC BY
170
УДК 543.420.62 + 582.912.3
ВЫДЕЛЕНИЕ ФЛАВОНОИДОВ ИЗ ШЕЛУХИ ГРЕЧИХИ ПОСЕВНОЙ -FAGOPYRUM SAGITTATUM GILIB. (POLYGONACEAE)
© А.В. Мягчилов , Л.И. Соколова
Дальневосточный государственный университет, ул. Октябрьская, 27, Владивосток, 690950 (Россия), e-mail: [email protected]
Исследованы условия экстракции флавоноидов из шелухи гречихи посевной - Fagopyrum sagittatum Gilib. ( Poly-gonaceae). Показано, что наиболее полное извлечение флавоноидов из исходного сырья происходит 40% этанолом, соотношение сырье и экстрагент 1 : 30, время двукратного извлечения на кипящей водяной бане 90 мин. Спектрофотометрически при Х=405 нм определено содержание флавоноидов в экстрактах шелухи гречихи. Флавоноиды определяли в виде комплексов с хлоридом алюминия. Расчет проводили методом градуировочного графика, в качестве стандартного образца использовали рутин. Содержание флавоноидов в шелухе гречихи в пересчете на рутин составляет 0,2%.
Ключевые слова: флавоноиды, шелуха гречихи посевной, Fagopyrum sagittatum Gilib., Polygonaceae, рутин, дифференциальная спектрофотометрия.
Введение
В последние годы повысился интерес к лекарственным средствам растительного происхождения. Причиной этого является то, что природные биологически активные вещества обладают низкой токсичностью, они способны воздействовать на физиологические процессы, протекающие в организме человека и, следовательно, повышать его естественную защиту. Кроме того, процесс получения лекарственных средств из растительного сырья в большинстве случаев выгоднее химического синтеза. Наибольший интерес вызывают сельскохозяйственные культуры, обладающие достаточной сырьевой базой. Особое внимание привлекает шелуха культуры гречихи посевной - Fagopyrum sagittatum Gilib. (семейство Polygonaceae), которая является отходом производства гречневой крупы. Шелуха содержит флавоноиды, полисахариды, микроэлементы [1], а также кумарины, производные коричной кислоты, аминокислоты, антраценпроизводные и дубильные вещества преимущественно гидролизуемой группы [2]. Особый интерес представляют флавоноиды как доступные Р-витаминные препараты, укрепляющие стенки кровеносных сосудов.
Флавоноиды - это обширная группа фенольных соединений растительного происхождения, имеющих общую дифенилпропановую структуру и обладающих капилляроукрепляющей (так называемой Р-витаминной) активностью [3]. Успешное использование Р-витаминных препаратов при лечении и профилактике сердечно-сосудистых, желудочно-кишечных и целого ряда других заболеваний делает целесообразным разработку технологии их получении из отходов растительного сырья, в частности шелухи гречихи. Использование шелухи гречихи для выделения флавоноидов перспективно с точки зрения рационального использования отходов от переработки растительного сырья.
Цель настоящей работы - подобрать оптимальные условия для выделения флавоноидов из шелухи гречихи и оценить их содержание в полученных экстрактах.
Экспериментальная часть
Объектом исследования служила шелуха гречихи посевной - Fagopyrum sagittatum Gilib. (семейство Polygonaceae), ГШ-11, сорт «При-7», г. Дальнереченск, урожай 2004 г.
* Автор, с которым следует вести переписку.
Экстракция флавоноидов из шелухи гречихи посевной. Экстракцию флавоноидов из шелухи гречихи проводили на перемешивающем терморегулируемом устройстве ЛАБ-ПУ-01.
1. Выбор соотношения спирт : вода. Навески по 5,00 г гречневой шелухи экстрагировали 100 мл водного раствора этанола с массовой долей спирта 0; 20; 40; 60; 80; 96 % при постоянном перемешивании при температуре 70 °С в течение 4 ч.
2. Выбор соотношения сырье:экстрагент. Навески по 5,00 г гречневой шелухи экстрагировали 40% этанолом в соотношении сырье : экстрагент: 1:10; 1:30; 1:50; 1:70; 1:100 при постоянном перемешивании при температуре 70 °С в течение 4 ч.
3. Выбор времени экстракции. Навески по 5,00 г шелухи экстрагировали 150 мл 40% этанола при постоянном перемешивании и температуре 70 °С в течение: 30; 60; 90; 120; 240 мин.
4. Выбор оптимальной температуры. Навески по 5,00 г шелухи экстрагировали 150 мл 40% этанола при различных температурных режимах: 20, 40, 55, 65, 100, 130 °С.
5. Определение кратности экстракции. Навеску 5,00 г шелухи помещали в колбу вместимостью 250 мл, приливали 150 мл 40% этанола, и нагревали с обратным холодильником на кипящей водяной бане в течение 90 минут. Экстракцию повторяли дважды в тех же условиях с 150 мл 40% этанола в течение 90 мин при втором контакте фаз и 90 мин при третьем.
Количественное определение содержания флавоноидов в экстрактах шелухи гречихи. Экстракты шелухи, полученные при различных условиях, фильтровали через бумажный фильтр (синяя лента), замеряли их объем. Аликвоты (5 мл) анализируемых экстрактов помещали в мерные колбы вместимостью 25 мл, добавляли по 2 мл 5% спиртового раствора хлорида алюминия и доводили до метки 60% этанолом. В качестве раствора сравнения использовали раствор анализируемого экстракта, разведенного в 5 раз. Измеряли оптическую плотность через 30 мин на спектрофотометре фирмы Shimadzu UV mini 1240 при Х= 405 нм в кювете с толщиной слоя 10 мм.
Для построения градуировочного графика точную навеску рутина (25 мг) количественно переносили в мерную колбу вместимостью 25 мл, прибавляли 15 мл 95% спирта, нагревали при 50-60 °С до полного растворения рутина, охлаждали до комнатной температуры и доводили до метки 96% спиртом.
2,5 мл исходного раствора рутина помещали в мерную колбу вместимостью 25 мл и доводили до метки 96% этанолом. Концентрация рутина в растворе составляла 0,1 мг/мл.
Для проведения реакции комплексообразования с раствором хлорида алюминия в мерные колбы вместимостью 25 мл вносили по 2 мл 5% раствора хлорида алюминия и следующие объемы стандартного раствора рутина с концентрацией 0,1 мг/мл: 0,1; 0,5; 1,0; 2,0; 4,0; 7,5 мл (объемы измеряли пипеткой). Содержимое колб доводили до метки 60% этанолом. Оптическую плотность измеряли через 30 мин при Х=405 нм в кювете с толщиной поглощаемого слоя 10 мм.
Градуировочный график зависимости оптической плотности (A) от количества рутина в спектрофо-тометрируемом растворе (С) имеет вид прямой линии, проходящей через начало координат.
Суммарное содержание флавоноидов в пересчете на рутин и сухое сырье в процентах (X %) вычисляли по формуле
X =------C—1-------100—100,
1000-V2 • m 100 - W
где С - количество рутина в анализируемой аликвоте экстракта, соотвествующее измеренной оптической плотности по градуировочному графику, мг/25 мл; V - объем экстракта, измеренный после экстракции шелухи, мл; V2 - объем аликвоты, мл; m - масса навески шелухи, г; W - потеря в массе при высушивании сырья, %.
Полученные результаты обработаны методами математической статистики [4].
Обсуждение результатов
Нами исследовано влияние различных технологических параметров на выход флавоноидов из шелухи гречихи: а) природы и концентрации экстрагента; б) времени и кратности экстракции; в) температурного режима; г) соотношения сырья и экстрагента. В таблице представлены результаты, полученные при варьировании параметров экстракции флавоноидов из гречихи посевной.
Условия экстракции флавоноидов из шелухи гречихи посевной
Исследуемый параметр Суммарное содержание флавоноидов в пересчете на рутин, % Исследуемый параметр Суммарное содержание флавоноидов в пересчете на рутин, %
Экстрагент Температура экстракции, °С
Вода очищенная 0,07+0,03 20 0,04+0,01
Этиловый спирт, 20% 0,14+0,03 40 0,08+0,01
-//- 40% 0,20+0,03 55 0,11+0,01
-//- 60% 0,19+0,03 65 0,13+0,01
-//- 80% 0,17+0,01 100 0,18+0,01
-//- 96% 0,06+0,01 130 0,17+0,02
Время экстракции, мин Соотношение сырье : экстрагент
30 0,09+0,01 1 : 10 0,09+0,02
60 0,13+0,01 1 : 30 0,14+0,01
90 0,14+0,01 1 : 50 0,14+0,01
120 0,14+0,01 1 : 70 0,14+0,01
240 0,15+0,01 1 : 100 0,14+0,01
Кратность экстракций, раз Соотношение сырье : экстрагент Содержание флавоноидов в пересчете на рутин, %
1 0,16
2 1 : 30 0,03
3 0,01
Установлено, что наиболее полное извлечение целевых веществ достигается при соотношении сырья и экстрагента 1 : 30 (дальнейшее увеличение этого соотношения не приводило к повышению выхода флавоноидов из сырья). Для экстракции использовали 40% этанол, так как флавоноиды шелухи практически в равных количествах извлекаются как 40%, так и 60% этанолом. Но использование в качестве экстрагента 40% раствора этанола экономически более выгодно.
Максимальное извлечение флавоноидов из сырья происходило при двукратной экстракции на кипящей водяной бане (100 °С) с обратным холодильником в течение 90 мин (дальнейшее увеличение времени экстракции до 240 мин не приводило к значительному выходу флавоноидов).
Эффективность экстракции оценивали по количеству выделенных флавоноидов. Количество флавоноидов определяли методом дифференциальной спектрофотометрии [5, 6]. Определение основано на способности флавоноидов образовывать окрашенный комплекс со спиртовым раствором хлорида алюминия, который вызывает батохромный сдвиг длинноволновой полосы поглощения и при этом дает основной максимум поглощения при Х= 412 нм (рис. 1). Аналогичный максимум поглощения при Х=405 нм отмечен для комплекса раствора рутина (рис. 1), используемого нами в качестве стандартного образца. Применение в качестве раствора сравнения испытуемого экстракта без комплексообразователя позволяет исключить влияние окрашенных и других сопутствующих веществ.
В результате исследования установлено, что максимальное извлечение флавоноидов из шелухи гречихи достигается экстракцией сырья 40% этанолом при нагревании на кипящей водяной бане с обратным холодильником двукратно в течение 90 мин и соотношении сырье :экстрагент 1 : 30.
Спектры поглощения комплексов с А1С13 рутина (1) и экстракта (2)
Выводы
Исследованы условия извлечения и спектрофотометрического определения флавоноидов из шелухи гречихи посевной - Fagopyrum sagittatum Gilib. (Polygonaceae).
Показано, что содержание флавоноидов в отходах производства гречихи составляет 0,20+0,03%.
Список литературы
1. Минеджэн Г.З. Сборник по народной медицине и нетрадиционным способам лечения. М., 1997. 268 с.
2. Журавель И.А. Фенольные соединения околоплодника гречихи посевной и синтез их аналогов : автореф. дис. ... канд. фарм. наук. Харьков, 1991. 23 с.
3. Лобанова А.А, Будаева В.В, Санович Т.В. Исследование биологически активных флавоноидов в экстрактах из растительного сырья // Химия растительного сырья. 2004. №1. С. 47-52.
4. Дерффель К. Статистика в аналитической химии. M., 1994. 380 с.
5. Андреева В.Ю., Калинкина Г.И. Разработка методики количественного определения флавоноидов в манжетке обыкновенной (Alchemilla vulgaris L.S.L.) // Химия растительного сырья. 2000. №1. С. 85-88.
6. Ломбоева С.С, Танхаева Л.М, Оленников Д.Н. Методика количественного определения суммарного содержания флавоноидов в надземной части ортилии однобокой (Orthilia secunda (L.) House) // Химия растительного сырья. 2008. №2. С. 65-68.
Поступило в редакцию 2 июля 2010 г.
После переработки 12 ноября 2010 г.
