CC BY
291
Н. В. Демина, А. А. Кочетов, Я. А. Шевченко,
И. Н. Сметанская, А. В. Канарский, З. А. Канарская
ПОЛИФЕНОЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА ЭКСТРАКТОВ СТЕВИИ
Ключевые слова: генотипы стевии, температура экстракции, полифенольные вещества.
Установлено, что эффективной температурой экстракции полифенолов из листьев стевии водно-метанольной смесью является температура в 80 - 90 °С. Показано существенное различие по полифенольным компонентам между некоторыми образцами генотипов стевии, выращенными из семян компании «Richters», Канада (более 10 %).
Keywords: genotypes stevia extraction temperature, polyphenolic substances.
Found that the effective temperature of extracting polyphenols from the leaves of stevia methanol-water mixture is the temperature at 80 - 90 °C. A significant difference in polyphenolic components of genotypes between samples Stevia grown from seed company «Richters», Canada (10 %).
Актуальность. В последнее десятилетие значительно интенсифицировались исследования стевии - новой культуры из Южной Америки, в листьях которой содержится комплекс сладких веществ - дитер-пеновых гликозидов, являющихся диетическими са-харозаменителями. Их сладость превышает сладость сахарозы в сотни раз и они, как и другие компоненты листьев стевии, безопасны для человека при длительном употреблении [1, 2]. Помимо исследования сладких гликозидов стевии большое внимание уделяется изучению других соединений, содержащихся в ее листьях и определяющих ряд полезных свойств этого растения. Среди этих свойств - антиоксидантная, иммуномоделирующая, антивирусная, гипогликемиче-ская и гастропротекторная активность, влияние на кровяное давление и функцию почек, а также ряд других биологических свойств, подробно рассмотренных в обзоре [2].
Среди различных групп химических соединений, содержащихся в листьях стевии, полифенолы являются одними из наиболее важных. Полифенолы -собирательное название целого класса органических соединений, молекулы которых имеют в своем составе фенольные группы. По химической природе они разделяются на три основных группы: терпены (тер-пеноиды, изопреноиды), фенилпропаноиды и их производные (флавоноиды, танины, лигнаны, гликозиды), а также азотсодержащие соединения (алкалоиды и гетероциклические ароматические молекулы). Растительные полифенолы, являясь мощными антиоксидантами, защищают клетки организма человека от повреждающего действия свободных радикалов и поддерживают их нормальные функции, замедляя старение. Кроме того, полифенолы обладают гепато -и радиопротекторной, желчегонной активностью, усиливают регенеративные процессы [3]. Широкий спектр биологических эффектов растительных полифенолов реализуется через неспецифические взаимодействия с различными мишенями — от белков до низкомолекулярных веществ и даже ионов.
В листьях стевии обнаружено высокое содержание одного из полифенолов - хлоргеновой кислоты [4, 5]. Эта кислота относится к семейству производных коричной кислоты и обладает сильными антиоксидантными, антивирусными, антибактериаль-
ными и антигрибковыми свойствами, проявляет ги-погликемическое, гипохолестеринемическое, противораковое и гепатопротекторное действие. Установлены ее пребиотические свойства [6].
Целью настоящей работы являлось изучение содержания полифенолов в экстрактах листьев стевии разных генотипов и их возможная связь с антиоксидантной активностью, которая была изучена в нашем предыдущем исследовании [7].
Материалы и методы
Образцы стевии различных генотипов были выращены в условиях светокультуры и открытого грунта Северо-Запада России. Их морфологические особенности и продуктивность описаны в предыдущей работе [7]. Для анализа использовали среднюю пробу из сухих листьев 5 - 6 растений одного генотипа.
Получение экстракта из листьев стевии
Предварительно измельченные до порошкообразного состояния образцы листьев стевии взвешивали и засыпали в пробирки объемом 2 мл и добавляли по 1,5 мл 70 % метанола. Масса навески составляла около 0,1 г. Затем пробирки с образцами устанавливали в водяной термостат - экстрактор 8ШаШ: 8БИ 130Б. Экстракцию проводили в течение 5 минут при температурах 60 °С, 70 °С, 80 °С, 90 °С и 100 °С.
Разделение экстракта и шрота стевии в пробирках проводили центрифугированием в течение 10 мин. при 10000 об/мин. Фугат сливали, к осадку добавляли 700 мкл метанола. Затем экстракцию повторяли в течение 5 минут при тех же температурах. Разделение экстракта и шрота стевии в течение 10 мин., при 10000 об/мин. Фугат после двух экстракций смешивали в пробирке объемом 2 мл. Определение содержания полифенолов в экстракте листьев стевии
Определение содержания полифенолов в экстракте листьев стевии проводили по ГОСТ Р ИСО 14502-1-2010 Чай. Метод определения общего содержания полифенолов [8].
20 мкл экстракта из листьев стевии доводили до метки 2,0 мл дистиллированной водой, добавляли 1 мл разведенного реагента РоИп-СюсаНеи.
Через 8 минут добавляли 800 мкл раствора Na2003i хорошо перемешивали и через 60 минут готовый экстракт помещали в кювету для измерения оптической плотности при длине волны 765 нм (контроль: вода). Количество полифенолов определяли в расчете на сухую массу образца формуле:
где D sampu -оптическая плотность раствора; Dintercept -оптическая плотность, соответствующая точке пересечения калибровочной зависимости с осью; Sstd -тангенс угла наклона градуировочной прямой; msampk -
масса пробы, г; Vsample - объем экстракта, см ; d - коэффициент разбавления, используемый до колориметрического анализа; wDM, sample - массовая доля сухого вещества в пробе, %.
Калибровочный график создают по галловой
кислоте.
Результаты и обсуждение
Влияние температуры экстракции на содержание полифенолов в различных образцах стевии было сходным. Наибольшее количество полифенолов экстрагировалось из листьев всех вариантов при температурах 80 - 90 оС. В интервале температур от 60 до 90 оС наблюдали постепенное увеличение содержания полифенолов в экстрактах, которое затем резко падало при 100 оС (рис.1).
Наблюдаемая тенденция аналогична обнаруженной нами зависимости влияния температуры на экстракцию веществ с антиоксидантной активностью (АА) из листьев стевии [7]. Возможное объяснение этому факту сходно с тем, что нами предложено при изучении АА. При низкой температуре происходит неполная экстракция полифенолов; при увеличении температуры экстракции до 80 - 90 оС увеличивается выход экстрактивных веществ.
Рис. 1 - Содержание полифенолов (среднее по всем образцам) в экстрактах листьев стевии при разных температурах экстракции
При 100 оС уменьшение содержания полифенолов в экстрактах, видимо, связано с их разложением. Наблюдаемая закономерность может подтверждать тот факт, что полифенолы составляют значительную часть веществ с АА, и аналогичны им по физико-химическим свойствам [9].
В результате проведенных исследований обнаружены различия в содержании полифенолов у образцов стевии с разными генотипами, которые в целом не оказались значимыми (кроме образца 10). Эти различия сильнее проявлялись при температуре экстракции 80 - 90 оС, слабее - по среднему показателю в интервале 60 - 100 оС. Наименьшее содержание полифенолов в листьях стевии выявлено у образцов № 4 и 9, наибольшее - у образца № 10. Ранжирование генотипов стевии по содержанию полифенолов не совпадало с их ранжированием по АА (рис. 2).
%
70
bO БаПгшифсноны, С|И'ДН.,% 1:>/1иф(*ноим/Ю ф.(,%
средн., %
?0 10 0 и KJ Ш Ш 1J ш и и ш kJ
123456789 10
Образе ц( ге ноти п)
Рис. 2 - Содержание полифенолов и АА в мета-нольных экстрактах из сухих листьев разных генотипов стевии, выращенных в светокультуре
Это может свидетельствовать о том, что содержание полифенолов не является определяющим в АА образца и имеется группа других соединений, влияющих на общую АА метанольной вытяжки из листьев стевии.
Выводы
1. Эффективной температурой экстракции полифенолов из листьев стевии водно-метанольной смесью является температура в 80-90 °С.
2. Различия по содержанию полифенолов в экстрактах листьев стевии у изученных образцов в целом не сильно выражены. Однако, существенное различие по этим компонентам между некоторыми образцами, позволяет предположить, что поиск генотипов стевии с повышенным содержанием полифенолов может быть перспективен.
Литература
1. Brandle J.E., Telmer P.G. Steviol glycoside biosynthesis // Phytochemistry. 2007. № 68. 1855- 1863.
2. Madan et al. Stevia rebaudiana(Bert.) Bertoni - Review // Indian Journal of Natural Products and Resources. 2010. V. 1 (3). P. 267 - 286.
3. Запрометов М.Н. Фенольные соединения: распространение, метаболизм и функции в растениях. М. 1993. 272 с.
4. Храмов В.А., Дмитренко Н.В. Хим.-фарм. журн. 2000. №
11. С. 34 - 35.
5. Подпоринова Г.К., Жужжалова Т.П., Верзилина Н.Д., Полянский К.К. Сахарная свекла. 2007. №6. С. 36 - 37.
6. Левицкий А.П., Вертикова Е.К., Селиванская И.А. Мткробюлогш [ бютехнолопя. 2010. № 2. С. 6 - 20.
7. Демина Н.В., Кочетов А.А., Шевченко Я.А., Сметанская И.Н., Канарский А.В., Канарская З.А. Вест. Казан. тех-нол. универ. Т. 16. № 20. 2013. 144 - 148.
8. ГОСТ Р ИСО 14502-1-2010 Чай. Метод определения
общего содержания полифенолов
http://docs.cntd.ru/document/1200084833.
9. М.А. Сысоева, О.Ю. Кузнецова, В.С. Гамаюрова, П.П. Суханова, Г.К. Зиятдинова, Г.К. Будников Структурная организация и свойства полифенолов чаги. Вест. Казанс. Технол. универ. - 2005. - № 1. - С. 244 - 250.
Н. В. Демина - асп. каф. пищевой инженерии малых предприятий КНИТУ, [email protected]; А. А. Кочетов - зав. лаборатории экофизиологии растений, Агрофизический НИИ РАСХН, [email protected]; Я. А. Шевченко - University of Alliped Schiences Weihenstephan Triesdorf, Agricultural Faculty, Triesdorf, [email protected]; И. Н. Сметанская - University of Alliped Schiences Weihenstephan Triesdorf, Agricultural Faculty, Triesdorf, [email protected]; А. В. Канарский -профессор каф. пищевой биотехнологии, [email protected]; З. А. Канарская - доцент каф. пищевой биотехнологии, КНИТУ, zosy [email protected].
