ИЗМЕНЕНИЕ КОМПОНЕНТНОГО СОСТАВА МАСЛА СЕМЯН ARCTIUM TOMENTOSUM MILL. В РАЗЛИЧНЫХ ФАЗАХ

ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

УДК. 581.19.547.944-945

¹Г.М.Муллоева, Д.Э.Ибрагимов, ^*Ш.Х.Халиков, А.Х.Зумратов

ИЗМЕНЕНИЕ КОМПОНЕНТНОГО СОСТАВА МАСЛА СЕМЯН ARCTIUM TOMENTOSUM MILL. В РАЗЛИЧНЫХ ФАЗАХ

Таджикский технический университет им. акад. М.С.Осими,

^*Таджикский национальный университет

В данной статье приведены физико-химические константы масла семян Arctium tomentosum Mill., собранных в различных фазах, и полученных методом экстрагирования следующими растворителями: СНСl₃, СН₃СООС₂Н₅, С₆Н₁₄, С₂Н₅ОС₂Н₅.

Определена динамика накопления масла в семенах Acrtium tomentosum Mill. и метаболизм образования сложных эфиров. Выявлено, что в процессе созревания, количество органических кислот уменьшается, а количество сложных эфиров увеличивается.

Количество фенольных соединений в семенах увеличивается в процессе созревания.

Также определены оптимальные условия получения масла Arсtium tomentosum Mill. методом экстракции.

Ключевые слова: Arсtium tomentosum Mill. - различные фазы - экстракция - химический состав.

Лопух - Arсtium tomentosum Mill., относится к семейству сложноцветных растений. В Таджикистане лопух встречается во всех регионах, включая высокогорную флору. В народной медицине это растение используется для лечения различных заболеваний, включая сахарный диабет, рак матки, венерические и кожные заболевания, почечнокаменные болезни и т. п. 1.

Несмотря на такую прикладную значимость, семена лопуха не были признаны как сырьё для приготовления фармацевтических препаратов, из-за того, что информация об их химическом составе отсутствует.

Для решения этой задачи был изучен химический состав некоторых компонентов состава Arсtium tomentosum Mill. (табл. 1-2) 2-5.

Таблица 1

Условия экстракции и масличность семян Аrctium tomentosum Мill.

Растворитель

Условия проведения экстракции

Окраска полученного продукта

Масличность,

%

время,

часов

температура,

⁰С

хлороформ

10

65-60

темно-коричневый

18.0

этилацетат

16

75-80

темно-коричневый

17.0

гексан

20

80-85

желто-коричневый

11.5

диэтиловый эфир

24

50-55

желтый

12.0

Таблица 2

Физико-химические константы масла семян Аrctium tomentosum Мill.

Основные физико-химические константы

Образцы масла

А

В

С

D

удельный вес

0.8253

0.8700

0.8388

0.9100

показатель преломления

1.4740

1.4745

1.4745

1.4750

число омыления, мг КОН/г

195.8

280.0

259.0

190.5

кислотное число, мг КОН/г

2.8

39.0

39.0

3.2

эфирное число, мг КОН/г

193

241

214

187.3

где А - масло, полученное гексаном;

В - масло, полученное хлороформом;

С - масло, полученное этилацетатом;

D - масло, полученное диэтиловым эфиром.

Как видно из результатов, полученные образцы масла отличаются по химическому составу. Такое отличие зависит от растворимости компонентного состава масла семян, в используемых растворителях.

Для получения масла с наименьшим количеством компонентов, обладающих кислотным свойством, наилучшим растворителем является диэтиловый эфир. Этилацетат и хлороформ выделяют глицериды, глицеролы и другие сложные эфиры в наибольшем количестве, по сравнению с гексаном и этилацетатом.

Эти характеристики относятся к маслам, полученным из семян лопуха, собранных в фазе после полного созревания. Для определения динамики накопления свободных и связанных кислот, мы изучили процесс формирования глицеридного состава в различных периодах фаз: в период плодоношения и перед полным созреванием.

Для решения данной задачи, собранные образцы семян лопуха подвергли экстракции различными растворителями, как в случае с получением масла из семян, собранных после полного созревания. Экстракцию провели согласно методике 3. Масличность определили по методу Рушковского.

В процессе проведения эксперимента, наблюдали за неодинаковой скоростью выделения масла этими растворителями. Для определения оптимальных условий выделения масла и кинетики экстракции, экстракцию провели в течение 24 часов с интервалом 30 минут, с целью определения массы обезжиренного осадка. Из полученных результатов определили динамику выделения масла семян, собранных в различных фазах, и экстрагированного вышеуказанными растворителями (рис. 1).

Рис. 1. Зависимость выделения масла от растворителя.

где, 1^а - масличность семян Arсtium tomentosum Mill. в фазе после полного созревания (ППС) (растворитель - СНСl₃);

1^б - масличность семян Arctium tomentosum Mill. в фазе ППС (растворитель - СН₃СООС₂Н₅);

1^в - масличность семян Arctium tomentosum Mill. в фазе ППС (растворитель - С₆Н₁₄);

1^г - масличность семян Arctium tomentosum Mill. в фазе ППС (растворитель - С₂Н₅ОС₂Н₅);

2^а - масличность семян Аrctium tomentosum Мill. в фазе перед полным созреванием (ПпС) (растворитель СНСl₃);

2^б - масличность семян Аrctium tomentosum Мill. в фазе ПпС (растворитель СН₃СООС₂Н₅);

2^в - масличность семян Аrctium tomentosum Мill. в фазе перед ПпС (растворитель С₆Н₁₄);

2^г - масличность семян Аrctium tomentosum Мill. в фазе ПпС (растворитель С₂Н₅ОС₂Н₅);

3^а - масличность семян Аrctium tomentosum Мill. в фазе ПпС (растворитель СНСl₃);

3^б - масличность семян Аrctium tomentosum Мill. в фазе ПпС (растворитель СН₃СООС₂Н₅);

3^в - масличность семян Аrctium tomentosum Мill. в фазе перед ПпС (растворитель С₆Н₁₄);

3^г - масличность семян Аrctium tomentosum Мill. в фазе ПпС (растворитель С₂Н₅ОС₂Н₅).

Как видно из рис. 1, хлороформ, по сравнению с другими растворителями, в наибольшем количестве выделяет липиды. В образцах масла, полученных из семян Аrctium tomentosum Мill., собранных в фазе ППС, основное количество масла выделяется в интервале 1-6 часов, а затем начинается замедление процесса до 14 часов. Далее выделение масла не наблюдается. В образцах масла семян Аrctium tomentosum Мill. в фазе ПпС наблюдается такое явление, но с наименьшим выходом масла. В фазе плодоношения интервал выделения уменьшается. Вероятно содержание липидов отличается от содержания липидов масла семян, собранных в фазах ППС и ПпС.

Для определения динамики образования масла, полученные образцы масла подвергли физико-химическому исследованию и определили их кислотное число (КЧ), эфирное число (ЭЧ) и число омыления (ЧО), согласно методикам 2-5.

Из полученных результатов видна динамика образования масла, которая приведена на рис. 2.

Рис. 2. Изменение кислотного числа в периоды созревания семян Arctium tomentosum Mill.

Рис. 3. Динамика накопления сложных эфиров в процессе созревания семян Arctium tomentosum Mill.

где, 1 (А) - масло семян (фаза ППС), полученное экстрагированием СНСl₃;

1 (В) - масло семян (фаза ПпС), полученное экстрагированием СНСl₃;

1 (С) - масло семян (фаза плодоношения (Пл)), полученное экстрагированием СНСl₃;

2 (А) - масло семян (фаза ППС), полученное экстрагированием СН₃СООС₂Н₅;

2 (В) - масло семян (фаза ПпС), полученное экстрагированием СН₃СООС₂Н₅;

2 (С) - масло семян (фаза Пл), полученное экстрагированием СН₃СООС₂Н₅;

3 (А) - масло семян (фаза ППС), полученное экстрагированием С₆Н₁₄;

3 (В) - масло семян (фаза ПпС), полученное экстрагированием С₆Н₁₄;

3 (С) - масло семян (фаза Пл), полученное экстрагированием С₆Н₁₄;

4 (А) - масло семян (фаза ППС), полученное экстрагированием С₂Н₅ОС₂Н₅;

4 (В) - масло семян (фаза ПпС), полученное экстрагированием С₂Н₅ОС₂Н₅;

4 (С) - масло семян (фаза Пл), полученное экстрагированием С₂Н₅ОС₂Н₅.

А - фаза ППС;

В - фаза ПпС;

С - фаза Пл.

Как видно из значений КЧ (рис. 2), в образцах масла, экстрагированных хлороформом и СН₃СООС₂Н₅ в процессе созревания увеличивается количество компонентов, имеющих кислотное свойство. Образцы масла, экстрагированные С₆Н₁₄ и С₂Н₅ОС₂Н₅ имеют сходные свойства, но противоречат динамике накопления кислот в образцах масла 1 (А), 1 (В), 1 (С), 2 (А), 2 (В), 2 (С).

Динамика накопления органических кислот в образцах масла, экстрагированных С₆Н₁₄ и С₂Н₅ОС₂Н₅, соответствует теории Шарапова 6. Он утверждает, что в процессе метаболизма образования сложных эфиров, в семенах образуются органические кислоты, которые впоследствии, вступая в реакцию с глицерином, образуют сложные эфиры, т. е. при созревании семян уменьшается количество органических кислот.

Теория Шарапова подтверждается эфирным числом (рис. 3) всех исследуемых образцов. Однако значения КЧ и ЧО образцов масла не подтверждают теорию Шарапова.

Для выяснения несоответствий теории Шарапова, нами были исследованы фенольные соединения образцов 1 (А), 1 (В), 1 (С), 2 (А), 2 (В), 2 (С).

Для качественной и количественной характеристики фенольных соединений, использовали метод тонкослойной хроматографии (ТСХ). В качестве проявителя, использовали спиртовый раствор FeCl₃. ТСХ методом определили, что в исследуемых образцах содержится значительное количество пирокатехина (до 20%), и фенолы пирокатехинового ряда, такие как: пирокатехиновая кислота и пирокатехин-эфир (до 3%).

Анализ образцов 3 (А), 3 (В), 3 (С), 4 (А), 4 (В), 4 (С) показал, что в их составе находятся следы этих фенольных соединений. Гексан и диэтиловый эфир не смогли извлечь из состава семян Аrctium tomentosum Мill. фенольные соединения, поэтому эти образцы подтверждают правильность теории Шарапова.

Если эти фенольные соединения принять за карболовые кислоты, то теория Шарапова не будет соответствовать для фенолосодержащих растений.

Из полученных результатов можно сделать вывод, что фенольные соединения, в процессе созревания семян, не уменьшаются, а увеличиваются.

Э к с п е р и м е н т а л ь н а я ч а с т ь

1. Определение масличности

Для определения масличности и динамики накопления масла, семена Аrctium tomentosum Мill. собрали из Ромитского ущелья Республики Таджикистан в 3-х фазах: плодоношения, перед полным созреванием и в фазе после полного созревания.

Экстракции подвергли помол семян (размер частиц 0.2-0.3 мм) и провели её в Сокслете на водяной бане, согласно температурам кипения экстрагентов (СНСl₃, СН₃СООС₂Н₅, С₆Н₁₄ и С₂Н₅ОС₂Н₅). Условия проведения экстракции представлены в табл. 1.

Для разработки оптимальных условий получения масла и динамики выделения, выход масла определяли (по Рушковскому) каждые 30 минут. Используя полученные значения определили зависимость выделения масла от растворителя (рис. 1).

2. Определение физико-химических констант образцов масла Аrctium tomentosum Мill.

Плотность определили, используя пикнометры, согласно методике 3.

Показатель преломления определили с помощью рефрактометра ИРФ 45-4 Б.

Полученные результаты физических констант предложены в табл. 2. По химическим константам определили КЧ, ЧО и ЭЧ согласно методикам 3-5. Полученные значения приведены в табл. 2, а также на рис. 2 и 3.

3. Определение фенольных соединений образцов масла Аrctium tomentosum Мill.

Для выделения и идентификации фенольных соединений состава масла семян Аrctium tomentosum Мill., использовали метод ТСХ анализа. Анализу подвергли образцы 1 (А), 1 (В), 1 (С), 2 (А), 2 (В), 2 (С), 3 (А), 3 (В), 3 (С), 4 (А), 4 (В), 4 (С).

ТСХ анализ провели на пластинках Silufol UV-56 (Чехословакия) в системе хлороформ-метанол-уксусная кислота (5:2:0.1). В качестве проявителя применили 0.01% спиртовый раствор FeCl₃. После проведения ТСХ анализа, на хроматограммах обнаружили 3 фенольных соединения, с коэффициентами распределения (R_f) R_f = 0.92, 0.71, 0.60. Количественное содержание этих соединений определили методом соскабливания с хроматографических пластинок. Идентификацию выделенных продуктов осуществили по температуре плавления, сравнивая R_f с эталонами.

Литература

1. Ходжиматов М. Дикорастущие лекарственные растения Таджикистана. - Душанбе: Ирфон, 1982, - 390 с.

2. Методы биохимического исследования растений. Под. ред. Ермакова А.И., - Л.: Агропромиздат, 1987, - 431 с.

3. Кейтс М. Техника липидологии. - М.: Мир, 1975, - 322 с.

4. Руководство по методам исследования, техническому контролю и учету производства в масложировой промышленности. - Л.: ВНИЖ, 1967, т. 1, - 484 с.

5. Спегирова И.А. Современные методы исследования качества пищевых продуктов. - М.: Химия, 1976, - с. 47-103.

6. Шарапов Н.И. Масличные растения и маслообразовательные процессы. - Л.: АН СССР. 1959. - 422 С.

Г.М.Муллоева, Д.Э.Иброгимов, ^*Ш.Х.Холиќов

ТАЃЙИРЁБИИ ТАРКИБИ ХИМИЯВИИ ТУХМИ Аrctium tomentosum Мill. дар фазањои гуногун

Донишгоњи техникии Тољикистон ба номи акад. М.С. Осимї,

^*Донишгоњи миллии Тољикистон

Дар маќолаи мазкур оиди собитањои физикию химиявии намунањои равѓани тухми Аrctium tomentosum Мill., ки бо усули экстраксиякунонї бо њалкунандањои СНСl₃, СН₃СООС₂Н₅, С₆Н₁₄ ва С₂Н₅ОС₂Н₅ људо карда шудаанд, маълумот пешнињод гардидааст.

Оиди динамикаи њосилшавии равѓан дар таркиби тухми Аrctium tomentosum Мill. ва метаболизми њосилшавии эфирњои мураккаб тањлилњо гузаронида шуда, муайян карда шудааст, ки миќдори кислотањои органикї њангоми пўхтарасии тухм кам гардида, барои њосил шудани эфирњои мураккаб мусоидат менамоянд. Фенолњои таркиби тухм баръакси амали кислотањои органикї миќдори худро зиёд мекунанд.

Инчунин шароитњои оптималии људокунии равѓан аз тухми Аrctium tomentosum Мill. бо усули эктраксионї коркард ва дарёфт карда шудааст.

Калимањои калидї: Аrctium tomentosum Мill. - фазањои гуногун - экстраксия - равѓан - таркиби химиявї.

G.M.Mulloeva, D.E.Ibragimov, ^*Sh.Kh.Khalikov

CHANGE OF COMPONENTAL COMPOZITION OF ARCTIUM TOMENTOSUM MILL. SEEDS OIL IN DIFFERENT PHASES

M.S.Osimi Tajik technical university,

^*Tajik national university

The given article presents physicochemical characteristics of Arctium tomentosum Mill. seeds oil. Seeds of Arctium tomentosum Mill. were picked in different phases. Oil was extracted by means of solvents, such as: СНСl₃, СН₃СООС₂Н₅, С₆Н₁₄ and С₂Н₅ОС₂Н₅.

Dynamics of oil accumulation and metabolism of esters formation were determined. It was revealed that in process of ripening quantity of organic acids decreases and quantity of esters increases. Quantity of phenolic compounds, in seeds, also increases during the process of ripening.

The optimal conditions were determined for obtaining oil of Arctium tomentosum Mill. seeds by means of extraction.

Key words: Arctium tomentosum Mill. - different phases - extraction - physicochemical values.

1Адрес для корреспонденции: Муллоева Гулрухсор Мазабшоевна, 734042, Республика Таджикистан, г. Душанбе, проспект академиков Раджабовых 10, Таджикский технический университет имени академика М.С.Осими. Электронная почта: [email protected]

11