CC BY
67
УДК 615.322:612.396.1
ИЗУЧЕНИЕ УГЛЕВОДНОГО СОСТАВА ТРАВЫ TARAXACUM OFFICINALE WIGG
RESEARCH OF CARBOHYDRATE COMPOSITION OF HERB OF TARAXACUM OFFICINALE WIGG
Л.М. Федосеева, Д.А. Лозовицкий L.M. Fedoseyeva, D.A. Lozovicky
Алтайский государственный медицинский университет, Россия, 656054, г. Барнаул, проспект Ленина, 40
Altai State Medicine University, Russia, 656054, Barnaul, Lenina Av., 40 E-mail: [email protected]
Аннотация. В работе приводятся результаты исследования углеводного состава травы Taraxacum officinale, также изучен моносахаридный состав настоя, отвара и сухого экстракта методом ГЖХ. Наибольший выход углеводов наблюдается в фазу цветения (24.74%), а накопление водорастворимых и пектиновых веществ (в % от общей суммы углеводов) характерно для сырья, собранного в фазу бутонизации - 60.86% и 18.14% соответственно. Содержание водорастворимых соединений в различных лекарственных формах составило в настое - 12.37%, в отваре - 20.64%. В сухом экстракте, полученном из водного извлечения, содержание водорастворимых соединений составило 26.64%. В составе водорастворимых полисахаридов и пектиновых веществ доминирующим моносахаридом является глюкоза. Вторую заметную группу по содержанию образуют фруктоза и арабиноза. Содержание глюкуроновых кислот во фракции ВРПС составило от 14.67% до 18.57%, а в ПВ - 48.84%. Достаточно высокое содержание углеводов в различных экстемпораль-ных лекарственных формах (до 12.37% в настое, до 20.64% в отваре) может иметь практическое значение и делает рациональным проведение фармакологических исследований.
Resume. In this paper we provide results of the research of carbohydrate composition of Taraxacum officinale herb, additionally we have studied monosaccharide composition of infusion, decoction and dry extract by the gas-liquid chromatography. The highest yield was achieved in the flowering phase, while higher accumulation of water-soluble compounds and pectins (in % from total amount of carbohydrates) was observed in raw material collected in budding phase - 60.86% and 18.14% accordingly. The amount of water-soluble compounds in different dosage forms was: in infusion - 12.37%, in decoction - 20.64%. In dry extract, obtained by extraction with hot water, the amount of water-soluble compounds was 26.64%. Glucose is the dominant monosaccharide in the composition of water-soluble polysaccharides and pectins. The second significant group of monosaccharides consists of fructose and arabinose. The amount of glucuronic acids in water-soluble polysaccharides fraction ranged from 14.67% to 18.57%, and in pectins fraction it was 48.84%. The high amount of carbohydrates in different extemporaneous dosage forms (12.37% in infusion, 20.64% in decoction) may be of practical value and it is advisable to conduct pharmacological research.
Ключевые слова: одуванчик лекарственный, Taraxacum officinale, трава, углеводы, водорастворимые полисахариды, монасахариды, газовая хроматография.
Keywords: dandelion, Taraxacum officinale, herb, carbohydrates, water-soluble polysaccharides, monosaccharides, gas-liquid chromatography.
Введение
Одуванчик лекарственный - Taraxacum officinale Wigg. Содержит в своем составе различные группы БАВ: витамины, каротиноиды, тритерпеновые соединения, дубильные вещества, инулин, сконцентрированный преимущественно в корнях, а также эфирные масла, хлорофилл, фенольные соединения, макро- и микроэлементы, в большей степени накапливающиеся в надземной части [Тигунцева, 2011; Азнагулова, 2016].
Основанием для углубленного изучения углеводного состава послужили многочисленные исследования, по результатам которых полисахариды, будучи сопутствующими веществами, все-таки рассматриваются как весьма важная группа, обеспечивающая широкий спектр фармакологической активности, что позволяет их использовать для лечения социально значимых заболеваний.
В частности из литературных данных известно, что полисахариды, в том числе одуванчика лекарственного, повышают неспецифическую сопротивляемость организма, активируя клеточные и гуморальные механизмы противоопухолевой защиты [Леонова, 2001], а в результате исследований, проведенных Разиной [2006], установлено, что водорастворимые полисахариды одуванчика лекарственного усиливают ингибирующее влияние циклофосфана на первичную опухоль. Определенный вклад в антибластомное действие вносит также инулин, входящий в состав одуванчика. В экспериментах на животных показана ингибиция роста трансплантированных опухолей под его влиянием [Taper H.S. et al., 1997; 1998].
Таким образом, в контексте приведенных сведений, изучение углеводного состава травы одуванчика лекарственного и различных лекарственных форм на основе данного сырья является актуальными и перспективным.
Объекты и методы исследования
Для исследования использовали по 50.0 г воздушно-сухих надземных частей одуванчика лекарственного, заготовленных от дикорастущих растений, произрастающих в Алтайском крае в период 2013-2016 гг. по фазам вегетации (бутонизация, цветение и плодоношение). Образцы сырья предварительно измельчали до размера частиц, проходящих через сито с отверстиями 5 мм и не проходящих через сито с отверстиями 0.18 мм.
Полисахариды выделяли по методу Н.К. Кочеткова и M. Sinner последовательно в виде четырех фракций: 1) спирторастворимые углеводы, состоящие из моно- олигосахаридов, инулина, свободных сахаров экстрагировали кипящим 82% спиртом этиловым дважды; 2) водорастворимые полисахариды, состоящие, главным образом, из нейтральных моносахаридов, экстрагировали водой трижды (соотношение гидромодуля 1:10; 1:5; 1:2 соответственно) при комнатной температуре (ВРПС-Х) и дважды на водяной бане при постоянном перемешивании (ВРПС-Г); 3) пектиновые вещества (ПВ), представленные остатками уроновых кислот, экстрагировали смесью 0.5% растворов щавелевой кислоты и аммония оксалата (1:1) (соотношение гидромодуля 1:5, 1:4 и 1:2 соответственно) на водяной бане в течение 3 ч; 4) гемицеллюлозы (ГЦ) - растительные волокна получили в результате двойной экстракции четырех- и трехкратным объемом 10% раствора натрия гидроксида, затем 18% раствором натрия гидроксида в присутствии 4% раствора борной кислоты при температуре 20°С, перемешивая на магнитной мешалке в течение 12 ч [Орловская, 2011].
Из травы одуванчика лекарственного, заготовленного в фазу цветения, готовили настой и отвар в соответствии с ОФС 1.4.1.0018.15 ГФ XIII издания [ГФ XIII, т. 2], а также экстракт, полученный методом реперколяции горячей водой очищенной.
Полученные водные извлечения и фракции углеводов упаривали в вакууме на роторном испарителе при 40°С до 30 мл, осаждали спиртом этиловым (1:3), осадок отфильтровывали, промывали спиртом, обезвоживали ацетоном и высушивали до постоянной массы.
Гидролиз ВРПС проводили 10% H2SO4 в течение 10 ч, ПВ и ГЦ - 24 ч в запаянных ампулах на кипящей водяной бане.
Качественный и количественный состав моносахаридов определяли в виде альдонит-рилов ацетатов. Газожидкостный анализ (ГЖХ) проводили в соответствии с ОФС 1.2.1.2.0004.15 [ГФ XIII, т. 1] на хроматографе Chrom-5 с пламенно-ионизационным детектором, колонка стеклянная (150x0.3 см), 5% Silicone XE-60 на хроматоне NAW 0.200-0.250 мм, температура термостата - 210°С, температура детектора - 280°С, газ-носитель - азот, скорость газа 60 мл/мин, проба 1 мкл [Орловская и др., 2007].
Количественное содержание уроновых кислот определяли методом спектрофотометрии по реакции взаимодействия с карбазолом в сернокислой среде [Филиппов и др., 1976].
ИК-спектры пектиновых веществ снимали на ИК-спектрофотометре фирмы «Perkim-Elmer model 2000» в интервале волновых чисел 4000-500 см-1 в таблетках с калия бромидом (или суспензии с вазелиновым маслом) [Жбанков, 1972] в соответствии с требованиями ОФС 1.2.1.1.002.15 [ГФ XIII, т. 1].
Результаты и их обсуждение
В результате проведенных исследований установлено, что надземная часть одуванчика лекарственного характеризуется относительно высоким содержанием углеводов, наиболее значи-
тельное их количество наблюдается в фазу цветения - 24.74% (табл. 1). Доминантной во всех фазах вегетации является фракция водорастворимых соединений от 12.46% до 14.95%. При этом, несмотря на то, что наибольший выход углеводов наблюдается в фазу цветения, наибольшая доля водорастворимых и пектиновых веществ (в % от общей суммы углеводов) характерна для сырья, собранного в фазу бутонизации - 60.86% и 18.14% соответственно.
Таблица 1 Table 1
Содержание углеводных фракций в траве Taraxacum officinale The content of the carbohydrate fraction in the herb of Taraxacum officinale
Фаза вегетации Содержание, %
СРС ВРПС-Х ВРПС-Г ПВ ГЦ Общая сумма углеводов
Бутонизация 3.64±0.95 3.24±0.42 10.35±1.38 4.05±0.85 1.05±0.24 22.33
Цветение 4.32±1.20 3.31±0.81 11.64±2.07 4.23±1.34 1.24±0.31 24.74
Плодоношение 3.41±0.67 2.82±0.32 9.64±1.94 3.54±1.08 2.84±0.70 22.25
Содержание водорастворимых соединений в различных лекарственных формах, приготовленных из травы одуванчика лекарственного, заготовленной в фазу бутонизации, составило: в настое - 12.37±2.08%, в отваре - 20.64±2.94%. В сухом экстракте содержание водорастворимых соединений составило 26.64±3.87%.
Результаты исследования методом ИК-спектроскопии (рис. 1) свидетельствуют о наличии остатков галактуроновой кислоты.
Рис. 1 ИК спектр пектиновых веществ травы Taraxacum officinale Fig. 1 IR spectrum of pectins of herb of Taraxacum officinale
Полученные ИК-спектры фракций содержат характерные для пектиновых веществ полосы поглощения: широкая полоса поглощения с максимумом при 3666 см-1, характерная для OH-групп, ассоциированных внутримолекулярными водородными связями; полосы поглощения при 1326 и 1377 см-1, характерные для деформационных колебаний скелета молекул С-СН и С-ОН связей, а 1068 см-1 обусловлены валентными и деформационными колебаниями гид-роксильных групп пиранозного цикла; при 827 см-1 - указывает на валентные колебания СО а-гликозидной связи; поглощение при 1655 см-1 вызвано валентными колебаниями в группах RCOO-. Полоса поглощения при 1099 см-1 свидетельствует о наличии простых эфирных связей в пиранозных кольцах.
Результаты исследования полисахаридных фракций методом ГЖХ после кислотного гидролиза представлены в таблице 2.
Таблица 2 Table 2
Моносахаридный состав углеводных фракций Monosaccharide composition of carbohydrate fractions
Фракции углеводов Соотношение моносахаридных остатков*, %
Rha Xyl Ara Man Gal Glc Fru
Надземная часть
СТС - - сл. - сл. 0.8 2.6
BPПС-X - 0.3 1.4 сл. сл. 12.8 1.3
BPПС-Г 1.1 0.8 5.7 0.1 1.6 21.3 2.5
ПВ - сл. 1.6 0.1 1.1 15.4 1.1
ГЦ - 3.2 1.3 сл. 0.5 1.2 -
Настой
BPПС - 0.2 0.8 сл. 0.5 10.3 1.2
Отвар
BPПС 0.1 0.8 4.5 0.1 1.1 18.9 1.9
Сухой экстракт
BPПС 1.0 0.9 5.9 0.3 1.8 28.6 2.8
Примечание: * «сл.» - следовые количества; «-» - отсутствие сахара; Rha - рамноза; Xyl - ксилоза; Ara - арабиноза; Man - манноза; Glc - глюкоза; Gal - галактоза; Fru - фруктоза
В составе водорастворимых полисахаридов и пектиновых веществ доминирующим моносахаридом является глюкоза. Высокое содержание глюкозы по-видимому связано с присутствием в полисахаридах глюкана, так как крахмал не обнаружен в результате реакции с йодом. Вторую заметную группу по содержанию образуют фруктоза и арабиноза. С учетом количественного соотношения моносахаридов ВРПС и ПВ относятся к глюкоарабанам.
Содержание глюкуроновых кислот во фракции ВРПС составило от 14.67% до 18.57%, а в ПВ - 48.84%.
Заключение
В результате проведенных исследований установлено, что надземная часть одуванчика лекарственного характеризуется относительно высоким содержанием углеводов, наиболее значительное их количество наблюдается в фазу цветения - 24.74% (табл. 1). Доминантной во всех фазах вегетации является фракция водорастворимых соединений от 12.46% до 14.95%. При этом, несмотря на то, что наибольший выход углеводов наблюдается в фазу цветения, наибольшая доля водорастворимых и пектиновых веществ (в % от общей суммы углеводов) характерна для сырья, собранного в фазу бутонизации - 60.86% и 18.14% соответственно.
Результаты исследования методом ИК-спектроскопии (рис. 1) свидетельствуют о наличии остатков галактуроновой кислоты. Согласно данным ГЖХ (табл. 2), в составе водорастворимых полисахаридов и пектиновых веществ доминирующим моносахаридом является глюкоза. Вторую заметную группу по содержанию образуют фруктоза и арабиноза. Содержание глюкуроновых кислот во фракции ВРПС составило от 14.67% до 18.57%, а в ПВ - 48.84%.
Установленное содержание водорастворимых полисахаридов предопределяет возможные оптимальные пути использования травы одуванчика лекарственного.
Список литературы References
1. Азнагулова А.В. 2016. Фармакогностическое исследование одуванчика лекарственного (Taraxacum officinale Wigg.). Автореф. дис. ... канд. фармац. наук. Самара, 23.
Aznagulova A.V. 2016. Farmakognosticheskoe izuchenie oduvanchika lekarstvennogo (Taraxacum officinale Wigg.). [Pharmacognostic study of dandelion (Taraxacum officinale Wigg.).] Avtoref. dis. ... kand. farmac. nauk. Samara, 23. (in Russian)
2. Государственная фармакопея Российской Федерации. XIII изд. 2015. М., т. 1.
Gosudarstvennaja farmakopeja Rossijskoj Federacii [State pharmacopoeia of Russian Federation]. XIII izd.
2015. M., t. 1. (in Russian)
3. Государственная фармакопея Российской Федерации. XIII изд. 2015. М., т. 2.
Gosudarstvennaja farmakopeja Rossijskoj Federacii [State pharmacopoeia of Russian Federation]. XIII izd.
2015. M., t. 2. (in Russian)
4. Жбанков Р.Г. 1972. Инфракрасные спектры и структура углеводов. Минск, Наука и техника: 456.
Zhbankov R.G. 1972. Infrakrasnye spektry i struktura uglevodov [Infrared spectra and structure of carbohydrates]. Minsk, Nauka i tehnika: 456. (in Russian)
5. Леонова Н.С. 2001. Система иммунитета и влияние на нее биологически активных веществ растений. Новая Аптека, 2: 21.
Leonova N.S. 2001. Sistema immuniteta i vlijanie na nee biologicheski aktivnyh veshhestv rastenij [Immune system and the influence of biologically active plant substances]. Novaja Apteka, 2: 21. (in Russian)
6. Орловская Т.В. Фармакогностическое исследование некоторых культивируемых растений с целью расширения их использования в фармации. Дис. ... докт. фармац. наук. Пятигорск: 71-74.
Orlovskaya T.V. Farmakognosticheskoe issledovanie nekotoryh kul'tiviruemyh rastenij s cel'ju rasshirenija ih ispol'zovanija v farmacii. [Pharmacognostic study of some cultivated plants in order to increase their use in pharmacy.] Abstract. dis. ... doctor pharm. sciences. Pyatigorsk: 71-74. (in Russian)
7. Орловская Т.В., Лунева И.Л., Челомбитько В.А. 2007. Изучение углеводов Cynara scolymus. Химия природ. соединений, 1: 89-90.
Orlovskaja T.V., Luneva I.L., Chelombit'ko V.A. 2007. Izuchenie uglevodov Cynara scolymus [Study of carbohydrates of Cynara scolymus]. Himija prirod. soedinenij, 1: 89-90. (in Russian)
8. Разина Т.Г. Фитопрепараты и биологически активные вещества лекарственных растений в комплексной терапии злокачественных новообразований. Автореф. дис. ... докт. биол. наук. Томск, 47 с.
Rasina T.G. Fitopreparaty i biologicheski aktivnye veshhestva lekarstvennyh rastenij v kompleksnoj terapii zlokachestvennyh novoobrazovanij. [Herbal medicines and biologically active substances of medicinal plants in the complex therapy of malignant tumors.] Abstract. dis. ... doctor biol. sciences. Tomsk, 47. (in Russian)
9. Тигунцева Н.П. 2014. Методы выделения и состав биологически активных веществ одуванчика лекарственного Taraxacum officinale Wigg. Автореф. дис. ... канд. хим. наук. Иркутск, 18 с.
Tiguntseva N.P. 2014. Metody vydelenija i sostav biologicheski aktivnyh veshhestv oduvanchika le-karstvennogo Taraxacum officinale Wigg. [Methods of isolation and structure of biologically active substances of dandelion Taraxacum officinale Wigg.]. Abstract. dis. ... cand. chem. sciences. Irkutsk, 18. (in Russian)
10. Филиппов М.П., Власьева Т.В., Кузьминов В.И., Дзюба Н.П., Чушенко В.Н., Саянова В.В. 1976. Зависимость колориметрической реакции галактуроновой кислоты и нейтральных моносахаридов с карба-золом от условий ее проведения. Изв. АН Молд.ССР: Сер. биол. и хим. наук, 1: 75-86.
Filippov M.P., Vlas'eva T.V., Kuz'minov V.I., Dzjuba N.P., Chushenko V.N., Sajanova V.V. 1976. Zavi-simost' kolorimetricheskoj reakcii galakturonovoj kisloty i nejtral'nyh monosaharidov s karbazolom ot uslovij ee provedenija [The dependence of the colorimetric reaction of galacturonic acid and neutral monosaccharides with carbazole on the reaction conditions]. Izv. AN MSSR: Ser. biol. i him. nauk, 1: 75-86. (in Russian)
11. Taper H.S., Delzenne N.M., Roberfroid M.B. 1997. Growth inhibition of transplantable mouse tumors by non-digestible carbohydrates. Int. J. Cancer, 71(6): 109-1112.
Taper H.S., Lemort С., Roberfround M.B. 1998. Inhibition effect of dietary inulin and oligofructose on the growth of transplantable mouse tumor. Anticancer Res, 18(6A): 4123-4126.
