ИЗУЧЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ПЛОДОВ ВИНОГРАДОВНИКА ВИНОГРАДОЛИСТНОГО - АMPELOPSIS VITIFOLIA (ВOISS.) РLANCH. , ПРОИЗРАСТАЮЩЕГО В ТАДЖИКИСТАНЕ

10

УДК 615.217.34:615.322

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

ИЗУЧЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ПЛОДОВ ВИНОГРАДОВНИКа ВИНОГРАДОЛИСТНого - Аmpelopsis vitifolia (Вoiss.) Рlanch., произрастающего в Таджикистане

Таджикский технический университет им. М.С.Осими, кафедра физической и аналитической химии, ^*Таджикский национальный университет, кафедра органической химии

В данной статье представлена информация о химическом и микроэлементном составе плодов Ampelopsis vitifolia (Вoiss.) Рlanch. Физико-химическими методами анализа были идентифицированы биологически активные вещества, а именно: глицериды, каротиноиды и флавоноиды.
Биохимическим исследованием in vivo были определены биологически активные свойства Ampelopsis vitifolia (Вoiss.) Рlanch.

Ключевые слова: плоды Аmpelopsis vitifolia (Вoiss.) Рlanch. - биологически активные вещества - физико-химические методы анализа.

Актуальность. Создание новых высокоэффективных способов получения медицинских препаратов из растительного сырья и продуктов их переработки является одним из важнейших направлений развития фармацевтической промышленности.

Продукты растительного происхождения содержат неисчерпаемый запас простых и сложных по составу органических соединений. Изучение природных белков, ферментов, витаминов, гормонов, алкалоидов, антибиотиков и т.д. свидетельствует о важной роли этих компонентов в жизнедеятельности живых организмов.

Однако строение природных веществ не может рассматриваться вне связи с источником их получения. Поэтому, извлечение биологически активных компонентов из растений требует применения особых химико-технологических способов.

Особый интерес наряду с другими полезными веществами представляют глицериды масла виноградовника виноградолистного, играющие важную роль в накоплении полезных биологически активных компонентов. В связи с этим, проблема выделения и исследования новых органических компонентов из неизученных растений остаётся важной и актуальной.

Цель исследования. Выделение и изучение биологически активных компонентов состава плодов виноградовника виноградолистного - Аmpelopsis vitifolia (Вoiss.) Рlanch. (А. vitifolia), произрастающего в Таджикистане.

Методы исследования. Для выделения и анализа компонентов применены методы экстракции, хроматографии и спектральные методы анализа, согласно методикам [1-5].

Виноградовник виноградолистный - А. vitifolia относится к семейству виноградников (vitaceae) и произрастает на территории Таджикистана. Плоды виноградовника виноградолистного в Восточной медицине используются для лечения различных заболеваний.

Однако сведения о химическом составе плодов виноградовника виноградолистного - А. vitifolia в научных публикациях отсутствуют. Из-за этого современная промышленность не признала семена и плоды виноградовника виноградолистного, как полезное сырье для получения лекарственных препаратов, пищевых добавок и парфюмерных продуктов.

Для определения промышленного значения и физических, химических и биологических свойств необходимо было идентифицировать химический состав масло из плодов изучаемого объекта.

Масло из семян выделили методом горячей экстракции с использованием гексана и смеси метанол-хлороформ. Экстрагированию подвергли молотые семена плодов (А. vitifolia) в фазе после полного созревания. Зависимость выхода биологически активных веществ от времени экстрагирования приведена на рис. 1.

Рис. 1. Динамика выделения масла при экстрагировании.

1.Экстрагент метанол-хлороформ;

2.Экстрагент гексан.

С целью охарактеризования компонентов масла, изучили его физико-химические константы, такие как: температура плавления (t_пл. ^ОС), температура застывания (t_зас. ^ОС), плотность (), показатель преломления (), йодное число (ИЧ), кислотное число (КЧ), число омыления (ЧО), эфирное число (ЭЧ) и родановое число (РЧ). Анализы проводили согласно известным методикам [1].

Таблица 1

Основные физико-химические константы масла плодов А. vitifolia

Образцы масел

t_плав. (^ОС)

t_заст. (^ОС)

(г/см³)

РЧ, (г)

КЧ, (мг КОН/г)

ЧО, (мг КОН/г)

ЭЧ, (мг КОН/г)

ИЧ, (мг КОН/г)

Масло, полученное экстрагиро-ванием гексаном

8 - 10

6 - 7

0.930 (20^ОС)

1.485

37.9

2.8

269.2

266.8

113.0

Масло, полученное экстрагиро-ванием смеси метанол-хлороформ (1:1)

12 -13

10 -11

0.927 (20^ОС)

1.4835

30.0

8.4

283.0

274.6

105.3

Как видно из полученных результатов, между образцами наблюдаются различия в значениях констант. Судя по масличности и содержанию свободных кислот и глицеридов, смесь метанол-хлороформ является наилучшим растворителем. Причина этого явления заключается в растворимости компонентов состава плодов А. vitifolia в данном растворителе. Здесь следует отметить, что основные константы имеют соответствия с константами масла рекомендуемого для внутреннего и внешнего (наружного) применения.

Для определения количества компонентов состава масла из плодов виноградника виноградолистного, масло полученное экстрагированием хлороформом подвергли ГЖХ-анализу и УФ-спектроскопии, результаты которых представлены на рис. 2.

Рис. 2. ГЖХ-анализ масла плодов А. vitifolia, полученного экстрагированием хлороформом.

Как показывает хроматограмма, данное масло в своем составе содержит более 9 компонентов. Данные ГЖХ подтверждают анализ УФ-спектроскопии (рис. 3).

Рис. 3. Уф-спектр масла виноградовника виноградолистного - А. vitifolia (экстрагент хлороформ).

1

2

3

4

5

6

7

8

9

, нм

254.0

268.0

278.0

290.0

308.0

317.0

333.0

357.0

368.0

ABS

1.248

3.780

4.187

4.125

4.086

3.830

3.715

3.818

3.697

Как известно, одним из основных классов органических соединений, относящихся к маслам, являются липиды.

После определения физико-химических показателей масла, исследовали образец на наличие свободных (С), связанных (СВ) и прочносвязанных (ПСВ) липидов семян А. vitifolia. Полученные результаты представлены в табл. 2.

Таблица 2

Липидный состав масла семян А. vitifolia

Показатель

Содержание липидов, %

Масло, полученное экстрагированием н.гексаном (I)

Масло, полученное экстрагированием смесью метанол-хлороформ (II)

Свободные липиды

83.60

84.50

Связанные липиды

6.40

9.30

Прочносвязанные липиды

0.13

0.96

Влажность

3.90

8.27

Сумма флованоидов

следы

-

По липидному составу видно, что гексан не смог максимально извлечь связанные и прочносвязанные липиды. Наилучшим растворителем оказалась смесь хлороформ-метанол. Нейтральные липиды всех образцов содержали следующий набор компонентов: следы углеводов, эфиры стиролов, триацилглицериды, эпоксиацилглицериды, свободные жирные кислоты и следы моноацилглицеридов. Полярные липиды, выделенные из свободных липидов исследованных образцов, содержали глико- и фосфолипиды.

ГЖХ-методом выделили связанные кислоты в виде метиловых эфиров. Идентификацию кислот осуществили по времени удержания, и температурам кипения, сравнивая с эталонами.

Рис. 4. ГЖХ-анализ метиловых эфиров, связанных кислот состава масла А. vitifolia, полученного экстрагированием смеси метанол -хлороформ (1:1).

Где 1 - С_18:3, 2 - С_18:1, 3 - С_18:2, 4 - С_18:0, 5 - С_16:1, 6 - С_15:0, 7 - С_16:0, 8 - С_14:0

Жирнокислотный состав липидов состава семян А. vitifolia представлен в табл. 3.

Таблица 3

Жирнокислотный состав липидов семян А. vitifolia

Образец

Липиды

Жирная кислота

С_14:0

С_15:0

С_16:0

С_16:1

С_18:0

С_18:1

С_18:2

С_18:3

П

Н

II

С

0.30

0.20

22.70

1.35

3.52

18.04

52.10

сл.

25.00

75.00

СВ

0.15

0.25

21.30

0.20

3.75

25.92

46.00

0.09

27.9

72.00

ПСВ

0.95

0.25

28.50

1.85

5.10

21.03

38.70

3.08

35.8

63.80

I

С

0,07

0,15

20.50

1.15

3.40

19.80

53.00

сл.

27.8

71.90

СВ

сл.

сл.

19,90

сл.

2.79

29.50

49.30

сл.

39.2

69.80

ПСВ

-

-

-

-

-

-

-

-

35.7

64.30

Из результатов анализа следует, что по качественному набору кислот липиды всех образцов одинаковы. По количественному содержанию отдельных кислот прослеживается увеличение уровня насыщенных кислот от свободных липидов к прочносвязанным, в основном за счет пальмитиновой и стеариновой кислот, и соответственно снижается доля ненасыщенных кислот.

Одним из биологически активных веществ состава пищевых и растительных масел являются каротиноидные соединения. С целью определения и идентификации каротиноидных компонентов состава изучаемого объекта взяли сухое измельченное сырье и экстрагировали ацетоном. Для отделения каротиноидов от других сопутствующих пигментов экстракт обработали петролейным эфиром. После такой обработки каротиноиды переходят в эфирную часть. Эфирную часть отделили и концентрировали. Полученный экстракт подвергся ТСХ анализу. Каротиноиды выделили путем соскабливания с хроматографических пластинок. Условия выделения и идентифицикации каротиноидных компонентов представлены в табл. 4.

Таблица 4

Характерный спектр поглощения выделенных компонентов

Растворитель

Максимум поглощения, нм

Вещество I R_f = 0.73, t пл. 181-182 ^ОС

Сероуглерод

520.0

485.0

450.0

Хлороформ

497.0

466.0

-

Бензин

483.5

451.5

425.5

Гексан

481.5

451.0

-

Вещество II R_f = 0.52, t пл. 170-175 ^ОС

Сероуглерод

548.0

507.5

477.0

Хлороформ

506.5

480.0

447.5

Бензин

517.5

479.5

452.5

Гексан

523.0

492.5

461.0

Одним из биологически активных веществ состава лекарственных масел являются природные фенольные соединения.

Для исследования фенольных соединений состава полученных масел использовали метод бумажной хроматографии. Используя данную методику, не умели идентифицировать фенольные соединения из-за недостаточного количества выделенных продуктов. Далее, с целью концентрирования фенольных соединений, образцы масел обработали спиртовым раствором КОН. Приготовленные продукты подвергли холодной экстракции диэтиловым эфиром, с целью удаления нейтральных липидов от солей фенольных соединений и органических кислот. Соли, полученные из образцов, гидролизовали и щелочной элюат нейтрализовали Н₂SO₄. Гидролизат экстрагировали хлороформом с целью отделения органических кислот и фенольных соединений от неорганической фазы. Хлороформный экстракт концентрировали до минимального объема.

Из приготовленных концентратов I (масло, полученное экстрагированием гексаном) и II (масло, полученное экстрагированием смеси метанол : хлороформ) вставили тонкослойную хроматографию (ТСХ) в системе хлороформ : ацетон (9 : 3), пластинка Silufol, проявитель 1% раствор FeCl₃.

ТСХ-анализ показал, что в концентрате I фенольные соединения присутствуют в незначительном количестве, о чем свидетельствуют площадь и яркость окраски обнаруженных пятен, относящихся к фенольным соединениям.

Из состава концентрата II, в хроматограмме обнаружено два компонента с четкими R_f=0.25 и 0.18 зеленого и темно-зелёного окрасок, относящихся к фенольным соединениям. Обнаруженные флованоиды получили путем соскабливания с хроматографических пластинок и с последующим элюированием хлороформом. Хлороформные элюаты упаривали и получили два кристаллических вещества, относящихся к флованоидам, физико-химические параметры которого представлены в табл. 5.

Условия выделения и идентификации фенольных соединений состава плодов Аmpelopsis vitifolia (Вoiss.) Рlanch. представлены в табл. 5.

Таблица 5

Флованоиды состава плодов А. vitifolia

Название флавоноида

Процент-

ное содер-жание

Форма кристаллов

R_f система хлороформ : ацетон (9:3)

t_пл. ^оС

УФ-, _max

ИК-, см^-1

пиноцебрин (5.7 -диоксифловина)

0.270

Игольчатые темно-коричневые

0.25

196 -197

293 - 328

1635, 1600, 1580, 1458, 3015 - 3120

претсин (5.4^/ -диокси - 7 -метокси-изофлавона)

0.265

бесцветный, игольчатый

0.18

241 -243

363 - 325

1682, 1628 - 1588, 1530, 1455, 2970 - 3120, 3400

- Флованоид I - игольчатые темно-коричные кристаллы, с температурой плавления 196-197^оС, R_f=0.25. В УФ-спектре вещества отмечены максимум при 293 и 328 нм, что позволяет отнести их к флованоидам. В ИК-спектре проявляются полосы поглощения 1635 см^-1 (карбонил-5-окси -бензопирона), 1600, 1580, 1458 (ароматическое ядро), 3015-3120 см^-1 (гидроксильные группы). Сравнивая, полученные результаты с литературными данными, мы пришли к выводу, что выделенное вещество является 5.7-диоксифлованоидом и должно быть идентично пиноценбрину.

- Флованоид II - бесцветные игольчатые кристаллы с температурой плавления 241-243^оС, УФ _max 263, 325 нм, что соответствует хромофору 5,7,4^/-триоксиизофловона. В присутствии AlCl₃ наблюдается батохромный сдвиг, максимум полосы поглощении II на 12 нм, исчезающий при добавлении лимонной кислоты, а в присутствии этилата натрия, аналогичный сдвиг на 11 нм, что указывает на наличие в флованоиде оксигрупп в положениях 5,4^/- . ИК-спектр : 1682 см^-1 (карбонил-5-окси -бензопирона), 1628-1588, 1530, 1455 (ароматическое ядро), 2970-3120 (ОСН₃), 3400 (гидроксильные группы).

Из изложенного следует, что второе вещество обладает структурой 5,4^/-диокси-7-метоксиизофловона и идентично претсину.

Одним из биологически активных веществ состава плодов и семян лекарственных растений являются микроэлементы, которые имеют важное значение для жизнедеятельности живых организмов. С целью определения микроэлементов состава А. vitifolia использовали метод атомно-эмиссионного спектрального анализа. Для качественной и количественной характеристики микроэлементов, плоды озолировали и подвергли атомно-эмиссионному спектрального анализу. Полученные результаты представлены в табл. 6.

Фотографирование спектров производили при помощи диафрагмы Гартмана. Расшифровку спектрограмм и оценку концентрации определяемых элементов осуществляли по стандартным образцам, контрольным пробам и эталонам.

Таблица 6

Зольные микроэлементы состава плодов А. vitifolia

Содержащийся элемент

Mg

Ca

K

Fe

P

N

Процентный состав

4.9

5.0

5.3

2.0

0.2 - 0.3

0.3 - 0.4

Как видно из полученных результатов, некоторые идентифицированные компоненты относятся к щелочным и щелочноземельным металлам. Из полученных результатов можно прийти к выводу, что полученная зола имеет щелочную реакцию благодаря большому содержанию углекислых солей калия и натрия. Присутствие фосфора свидетельствует о содержании фосфолипидов в составе изучаемого объекта.

Биохимическое исследование масла плодов А. vitifolia на животных показало, что при длительном введении масла в организм повышается количество общего и водорастворимого белков. При введении масла с гепотоксинами (этанол, СCl₄) понижается токсичность и одновременном повышается содержание белков.

Таким образом из полученных результатов следует, что плоды А. vitifolia в своём составе содержат значительное количество биологически активных веществ, обладающих различными фармакологическими свойствами.

Выводы:

1. Методом горячей экстракции, в зависимости выделения масла от времени, определена кинетика выделения экстрагированных веществ. Определено, что основные продукты при экстрагировании гексаном (согласно температуре кипения гексана) выделяются в течение 90 мин. Смесь метанол-хлороформ выделяет наибольшее количество компонентов из состава плодов за 180 мин.

2. Определены основные физико-химические константы. Полученные значения соответствуют значениям масел, используемых в медицине для наружного и внутреннего применения.

3. Хроматографическими методами выделены липиды, группы витаминов А (каротиноиды), флованоиды и микроэлементы состава плодов А. vitifolia. Также разработаны оптимальные условия выделения этих продуктов из плодов А. vitifolia.

4. Биохимическим исследованием на in vivo определена, что масло А. vitifolia понижает некоторые токсичные вещества и одновременно повышает содержание белков в организме.

Литература:

1. Ермаков А.И., Арасинович В.В. Методы биохимического исследования растений. -Л.: Агропромиздат, 1987, -431 с.

2. Губен - Вейл. Методы органической химии. -М.: Химия, 1967, -994с.

3. Алисов Б.П. Методы исследования растительных масел. -М.: Мир, 1986, -530 с.

4. Славин У. Атомно-адсорбционная спектроскопия. -Л.: Химия, 1971, -352 с.

5. Преч Э., Бюльман Ф. Определение строения органических соединений. -М.: Мир, 2009, -410 с.

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

A.Kh.Zumratov, D.E.Ibragimov, ^*Sh.Kh.Khalikov, T.Rajaby, G.M.Mulloeva

study of biologically active substances of Ampelopsis vitifolia (Вoiss.) Рlanch.'s fruits which grows in tajikistan

M.S.Osimi Tajik technical university, pulpit of physical and analytical chemistry, ^*Tajik national university, pulpit of organic chemistry

The information about chemical and micro elemental composition of Ampelopsis vitifolia (Вoiss.) Рlanch.'s fruits is given in this article. Biologically active substances of this plant were identified by physicochemical methods of analysis and they are: glycerides, carotinoids and flavonoids. Biologically active properties of Ampelopsis vitifolia's fruits are determined in vivo by biochemical research.

Кey words: fruit of Аmpelopsis vitifolia (Вoiss.) Рlanch. - biologically active substances - physicochemical methods of analysis.

А.Х.Зумратов, Д.Э.Ибрагимов, *Ш.Х.Халиков, Т.Раджаби, Г.М.Муллоева

ИЗУЧЕНИЕ БИОЛОГИЯЛЫҚ БЕЛСЕНДІ ЗАТТАРДЫҢ ВИНОГРАДОВНИКА ВИНОГРАДОЛИСТНОГО ЖЕМІСТІ - АMPELOPSIS VITIFOLIA (ВOISS.) РLANCH., ӨСЕТІН ТАДЖИКИСТАНЕ

Таджикский техникалық университет онымен. М.С.Осими, кафедра

физикалық және аналитикалық химиялар, *Тәжік ұлттық университет, кафедра органикалық химиялар

Осы мақалада мәлімет көрсеткен туралы химия және микроэлементном құрамға Ampelopsis vitifolia (Вoiss.) Рlanch. жемісті. Талдаудың физикалық-химия әдістермен биологиялық белсенді заттар белгілеуген болды, ал тап: глицерид, каротинойд флавоноиды және. Биохимическим зерттеумен биологиялық белсенді Ampelopsis vitifolia (Вoiss.) Рlanch. қасиеттер нақтылы in vivo болды.

Ключевые сөздер: Аmpelopsis vitifolia (Вoiss.) Рlanch. жемістер - биологиялық белсенді заттар - талдаудың физикалық-химия әдістері.