CC BY
69
УДК 577.144:581.192
СОСТАВ НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ ВОДОРАСТВОРИМЫХ СОЕДИНЕНИЙ ОДУВАНЧИКА ЛЕКАРСТВЕННОГО TARAXACUM OFFICINALE WIGG.
Н. П. Тигунцева, С. Н. Евстафьев
ФГБОУ ВПО Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, [email protected].
Приведены результаты сравнительного исследования состава низкомолекулярных водорастворимых продуктов надземной части и корней одуванчика после обработки водой, а также смесью окса-лата аммония и щавелевой кислоты (1:1) в интервале температур 25-100 С. Установлено, что в составе водорастворимых соединений наряду с пектиновыми полисахаридами присутствуют моносахариды, амино- и гидроксикислоты. Свободные моносахариды представлены арабинозой, глюкозой, галактозой, фруктозой, ксилозой и маннозой с суммарным содержанием 16-19%. После кислотного гидролиза их выход возрастает в 2-3 раза за счет гидролиза растворимых полисахаридов. Табл. 3. Библиогр. 6 назв.
Ключевые слова: одуванчик лекарственный, низкомолекулярные водорастворимые соединения, моносахариды, гидроксикислоты, пектиновые полисахариды, кислотный гидролиз.
LOW-MOLECULAR WATER-SOLUBLE COMPOUNDS OF THE DANDELION MEDICINAL TARAXACUM OFFICINALE WIGG.
N.P. Tiguntseva, S.N. Evstafev
Irkutsk State Technical University,
83, Lermontov St., Irkutsk, 664074 Russia, [email protected].
Aerial part and roots of the dandelion were treated with water and ammonium oxalate and oxalic acid mixture (1:1) in the range of temperatures 25-1000C. Monosaccharides, amino- and hydroxy acids along with pectic polysaccharides are found among water-soluble products. Free monosaccharides are presented by arabinose, glucose, galactose, fructose, xylose and mannose with total content of 16-19%. After acid hydrolysis their yield increases 2-3 times at the expense of hydrolysis of soluble polysaccharides. 3 tables. 6 sources.
Keywords: dandelion medicinal, low-molecular water-soluble compounds, monosaccharides, hydroxy acids, pectic polysaccharides, acid hydrolysis.
ВВЕДЕНИЕ
В последнее время возрастает внимание специалистов к растительным экстрактам и выделению из них веществ, обладающих широким спектром профилактического действия и низкой токсичностью. В качестве сырья могут быть использованы дикорастущие травянистые растения, в том числе, одуванчик лекарственный Taraxacum Officinale Wigg., который является источником пищевых волокон, а также различных биологически активных веществ, прежде всего, витаминов и микроэлементов [1]. Высокая пищевая и биологическая ценность одуванчика определяется также относительно высоким содержанием водорастворимых полисахаридов, в том числе, пектиновых веществ.
Целью данной работы являлось сравнительное исследование состава низкомолекулярных водорастворимых продуктов надземной части и корней одуванчика лекарственного Taraxacum Officinale Wigg., выделенных при различных условиях экстракции.
В работе использовали воздушно-сухие, измельченные до крупности 1-5 мм образцы надзем-
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
ной части и корней одуванчика лекарственного, собранные в июне 2012 г. до цветения в Иркутском районе.
Для выделения водорастворимых веществ была использована 2-х стадийная обработка. На первой стадии образец одуванчика трехкратно экстрагировали свежими порциями дистиллированной воды при 25, 70 и 100 оС. Гидромодуль 1:10, продолжительность каждой обработки 2 ч. Водные извлечения объединяли, концентрировали под вакуумом до 1/20 от первоначального объема. Из полученного концентрата обработкой этанолом при комнатной температуре [2] осаждали пектиновые полисахариды (ПС-1). Осадок отфильтровывали, промывали этанолом и диэтило-вым эфиром, высушивали при 50 0С. Из фильтрата после отгонки этанола и выпаривания на водяной бане получали низкомолекулярные водорастворимые соединения (НВР-1).
На второй стадии остаток после экстракции водой трижды обрабатывали подкисленной (рН 4) смесью 0,5%-ного водного раствора оксалата аммония и 0,25%-ного водного раствора щавелевой
кислоты в соотношении 1:1 при 70 и 100 С в течение 3 ч при постоянном перемешивании [3]. Из экстракта выше описанным методом выделяли пектиновые полисахариды (ПС-2) и низкомолекулярные водорастворимые соединения (НВР-2).
Кислотный гидролиз НВР-1 и НВР-2 осуществляли 2 М раствором трифторуксусной кислоты [3].
Качественный и количественный состав моносахаридов определяли на хроматографе 7820 А с селективным масс-спектрометрическим детектором НР 5975 фирмы «Agilent Technologies». Энергия ионизации - 70 эВ. Температура сепаратора -280 0С, ионного источника -230 0С. Кварцевая колонка 30000 х 0,25 мм со стационарной фазой (95% диметил - 5% дифенилполисилоксан). Условия анализа: 3 мин изотермы при 125 0С с последующим подъемом температуры до 250 0С со скоростью 6 градусов в мин с выдержкой в течение 10 мин при 250 0С. В качестве внутреннего стандарта использовали ксилит. Анализировали образцы после си-лилирования смесью триметилхлорсилана и гек-саметилдисилазана в среде пиридина [4]. Идентификацию компонентов осуществляли с использованием библиотеки масс-спектров «NIST 11».
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Надземная часть и корни одуванчика характеризуются относительно высоким содержанием водорастворимых соединений. В результате двух-стадийной обработки в растворимое состояние было переведено 69,4% а.с.м. надземной части и 65,6% а.с.м. корней одуванчика.
На первой стадии обработки при 25 0С выход водорастворимых соединений из надземной части составил 15,6%, из корней более чем в два раза выше - 34,8%. При повышении температуры до 100 оС суммарный выход водорастворимых соединений выравнивается и составляет 37,5 и 39,6% соответственно. Существенное повышение их выхода из надземной части получено, прежде всего, за счет доизвлечения пектиновых полисахаридов (табл.1).
На второй стадии повышение температуры обработки также способствует увеличению выхода растворимых соединений. При 100 0С за счет кислотного гидролиза из надземной части допол-
нительно было извлечено 31,9% водорастворимых соединений, а из корней лишь 26,0%.
В групповом составе выделенных водорастворимых веществ преобладают низкомолекулярные соединения. Исследование состава пектиновых полисахаридов, на долю которых приходится не более 40%, приведено в работе [5].
Методом ГХ-МС в составе исходных фракций НВР-1 надземной части и корней одуванчика, выделенных при 100 оС, идентифицированы араби-ноза, ксилоза, манноза, галактоза, глюкоза и фруктоза с суммарным содержанием 16,4 и 19,6% соответственно (табл. 2). Доминирующим моносахаридом в полученных фракциях является фруктоза. Наряду с моносахаридами в их составе присутствуют водорастворимые полисахариды, при кислотном гидролизе которых содержание моносахаридов в гидролизатах НВР-1 надземной части и корней возрастает до 32,8 и 62,3%, прежде всего, за счет выделения глюкозы и арабинозы. В следовых количествах в их составе обнаружена рамноза. Снижение содержания фруктозы обусловлено ее изомеризацией в условиях гидролиза.
Фракция НВР-1 надземной части характеризуется относительно высоким содержанием аминокислот, определяющими наряду с другими соединениями ее биологическую и пищевую ценность (табл. 3). Их содержание составляет 23,6% в исходной фракции и 32,5% в ее гидролизате. В составе фракции НВР-1 корней они менее представительны и их относительное содержание не превышает 1,5% на фракцию. В составе фракций НВР-2 аминокислоты не обнаружены.
В составе НВР-1 надземной части присутствуют незаменимые аминокислоты: треонин, изолейцин, и условно заменимые: пролин, серин и аспарагин. Более 50% от общего содержания аминокислот приходится на пролин. После кислотного гидролиза содержание аминокислот повышается, в составе гидролизата появляются глу-тамин, глутаминовая и аспарагиновая кислоты.
Низкомолекулярные растворимые соединения первой стадии обработки содержат яблочную кислоту. Наряду с этим в составе НВР-1 надземной части выделяется относительно высоким содержанием пропионовая кислота, в корнях -
Таблица 1
Групповой состав водорастворимых соединений, в % на а.с.м.
Продукты Температура,0С
70 100
Надземная часть
ПС-1 7,4 16,6
НВР-1 16,6 20,9
ПС-2 9,9 11,3
НВР-2 12,6 20,6
Корни
ПС-1 4,9 8,6
НВР-1 28,0 31,0
ПС-2 5,3 9,4
НВР-2 15,1 16,6
Таблица 2
Состав моносахаридов во фракциях низкомолекулярных водорастворимых соединений, в %_
Продукты Моносахариды
Ara Xyl Glu Gal Man Fru Rha
Надземная часть
НВР-1:
исходные 0,5 3,8 2,7 1,1 0,02 8,2 -
гидролизат НВР-2: 5,8 1,0 20,6 1,9 0,2 2,1 1,2
исходные 0,3 0,4 5,3 0,4 - - -
гидролизат 1,7 - 17,6 1,0 0,05 - -
Корни
НВР-1:
исходные 0,3 0,1 2,1 1,3 - 15,9 -
гидролизат НВР-2: 2,5 0,7 57,8 1,2 0,18 - -
исходные 0,3 0,5 1,1 0,07 - 3,4 -
гидролизат 33,6 2,0 8,7 4,7 0,1 - -
Таблица 3
Состав фракций НВР-1, в % от суммы идентифицированных компонентов_
Соединения Надземная часть Корни
Исходная Гидролизат Исходная Гидролизат
Аминокислоты: 23,62 32,46 1,22 1,54
изолейцин 2,14 1,41 - -
пролин 15,87 10,59 1,22 -
валин - 3,25 - -
серин 1,56 1,74 - -
треонин 1,41 - - -
аспарагин 2,64 - - -
аспаргиновая - 9,24 - -
глутамин - 4,81 - 1,54
глутаминовая - 1,41 - -
Гидроксикислоты: 27,97 18,17 15,78 13,84
яблочная 26,96 18,17 15,51 13,84
2,3,4-тригидроксибутириновая 1,01 - 0,27 -
Кислоты: 35,14 26,02 9,66 9,47
глюконовая 9,89 3,01 3,88 -
янтарная 6,88 9,63 3,40 5,30
пропионовая 18,08 12,45 0,75 1,39
арабиноновая 0,29 4,14 0,41 0,93
карбаминовая - 0,93 - -
фенилацетиловая - - 1,22 1,85
глюконовая и янтарная кислоты. В гидролизате надземной части обнаружена в следовых количествах карбаминовая кислота, в корнях - фенила-цетиловая.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Последовательной обработкой водой и окса-латомаммония в растворимое состояние было переведено около 70% а.с.м. надземной части и корней одуванчика лекарственного Taraxacum Of-
ficinale Wigg. Установлено, что в составе водорастворимых соединений, наряду с пектиновыми полисахаридами, присутствуют в значительных количествах растворимые полисахариды, моносахариды, амино- и гидроксикислоты. Благодаря чему, водорастворимые соединения одуванчика могут представлять интерес для фармацевтической и пищевой промышленности.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИМ СПИСОК
1. Махлюков В.П. Лекарственные растения в народной медицине. М., 1992. 477 с.
2. Донченко Л.В. Технология пектина и пектино-продуктов : учеб. пособие. М. : ДеЛи, 2000. 251 с.
3. Иванова Н.В., Попова О.В., Бабкин В.А. Изучение влияния различных факторов на выход и некоторые характеристики пектиновых веществ коры лиственницы // Химия растительного сырья. 2003. № 4. С. 43-46.
4. Оводов Ю.С. Газожидкостная хроматогра
фия углеводов. Обзор. Владивосток: Изд-во АН СССР, 1970. 70 с.
5. Тигунцева Н.П., Каницкая Л.В., Евстафьев С.Н. Состав водорастворимых соединений надземной части одуванчика лекарственного Taraxacum officinale //Известия Вузов. Прикладная химия и биотехнология. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2011. № 1. С. 70-74
6. Бочков А.Ф., Афанасьев В.А., Заиков Г.Е. Углеводы. М., 1980. 176 с.
Поступило в редакцию 13 ноября 2012 г
