ПОЛУЧЕНИЕ СУХОГО ЭКСТРАКТА ИЗ КОРНЕЙ ДЕВЯСИЛА

Химия растительного сырья. 1999. №2. С. 119–123
УДК 633.88
ПОЛУЧЕНИЕ СУХОГО ЭКСТРАКТА ИЗ КОРНЕЙ ДЕВЯСИЛА
ВЫСОКОГО И ИЗУЧЕНИЕ ЕГО ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА
 С.А. Матасова, Н.А. Митина, Г.Л. Рыжова, Д.О. Жуганов, К.А. Дычко
Томский государственный университет, Томск (Россия)
E-Mail [email protected]
Получен сухой экстракт из корней девясила высокого путём водной ультразвуковой экстракции при комнатной
температуре и нагревании (40°С). Определено содержание биологически активных веществ: кумарины (ксантотоксин, изопимпениллин, изобергаптен), флавоноиды (рутин, кверцетин), инулин, пектиновые вещества, карбоновые
кислоты, сапонины.
Введение
Девясил высокий, распространённый практически повсеместно [1, 2], является ценным лекарственным и пищевым сырьём, однако его химический состав изучен недостаточно. Остаётся актуальной также проблема переработки этого лекарственного сырья с целью получения биологически
активных концентратов для профилактики и лечения тех или иных заболеваний и в качестве пищевых добавок.
Целью настоящего исследования являлось получение сухого экстракта из корней девясила с
использованием водной ультразвуковой экстракции и изучение его химического состава на предмет содержания биологически активных веществ.
веществ составил 27.2% через 3 ч, для ультразвуковой экстракции – 41.2% через 40 мин. При комнатной температуре – 13.5% для ультразвуковой
экстракции.
Исследование химического состава экстракта. Схема разделения и входящих в состав экстракта соединений основана на их физических и
химических свойствах. Для разделения фенольных
соединений и полисахаридов использовали осаждение последних 80%-ным этанолом. В осадке
присутствуют инулин и пектиновые вещества [3];
кумарины, флавоноиды и кислоты остаются в растворе. Пектины мешают количественному определению инулина фенолсернокислотным методом,
поэтому инулин отделяли от пектинов осаждением его из водного раствора путём охлаждения.
Экспериментальная часть
Экстракт из корней девясила получали методом водной ультразвуковой экстракции при комнатной температуре и при нагревании до 40°С.
Соотношение сырье:экстрагент составляло 1:5.
Для сравнения проводили экстракцию настаиванием (мацерацией). Экстракцию проводили дважды, полученные экстракты объединяли, после
удаления воды определяли выход экстрактивных
веществ. При нагревании выход экстрактивных
Кумарины, мешающие количественному определению
флавоноидов,
извлекали
из
водно-
спиртовой фракции хлороформом. Агликоны флавоноидов выделяли диэтиловым эфиром, а гликозиды – этилацетатом.
Определение кумаринов. Определение и разделение кумаринов проводили методом ТСХ на
пластинках “silufol”. В качестве подвижной фазы
использовали смеси: бензол–этилацетат (2:1), нгексан–толуол–этанол
(5:4:1).
Хроматограммы
С.А. МАТАСОВА, Н.А. МИТИНА, Г.Л. РЫЖОВА, Д.О. ЖУГАНОВ, К.А. ДЫЧКО
120
обрабатывались 0.5%-ным спиртовым раствором
Количественное определение пектинов прово-
щелочи и диазотированной сульфаниловой кисло-
дили объёмным Сu-пектатным методом [9]. Со-
той. Обнаружено три вещества: ксантотоксин,
держание пектинов составляет 1.82±0.26%. Фрак-
изопимпениллин, изобергаптен. Количественное
ционирование велось в тех же условиях, что и для
определение проводили методом абсолютной ка-
инулина. Выделено четыре фракции пектиновых
либровки. Результаты приведены в таблице.
веществ с молекулярными массами, лежащими в
Определение флавоноидов. Для выделения
пределах 3000-35000.
гликозидов из водно-спиртового раствора прово-
Исследование карбоновых кислот. Опреде-
дилась экстракция этилацетатом, для агликонов –
ление карбоновых кислот проводили алкалимет-
эфиром [4].
рическим титрованием с фенолфталеином в каче-
Качественный анализ каждой фракции проводили методом бумажной хроматографии (БМ) в
стве индикатора. Общая кислотность в пересчёте
на яблочную кислоту [10] составила 2.445±0.17%.
системе н-бутанол–уксусная кислота–вода (4:1:5)
Качественное определение проводили с помо-
[5]. Определены по стандартам рутин и кверцетин.
щью БХ [11]. Сравнением со стандартными веще-
Разделение флавоноидов в каждой фракции
ствами обнаружены янтарная и винная кислоты.
проводилось методом жидкостной колоночной
Результаты исследования химического состава
хроматографии на порошкообразной целлюлозе
сухого водного экстракта приведены в итоговой
[6, 7]. Хроматографирование велось при комнат-
таблице 1.
ной температуре, длина колонки – 17 см, элюент –
17%-ная уксусная кислота, скорость элюирования
– 0.8 мл/мин, отбор проб по 1 мл, детектирование
Таблица 1. Содержание биологически активных
веществ в экстракте
Соединение
фотометрически с 1%-ным хлоридом алюминия
при 400 нм для гикозидов и 315 нм – для агликонов.
Всего обнаружено два пика, отнесенные к рутину и кверцетину. Количественное содержание
определялось фотометрически и составляет для
рутина
.
-3
1.76±0.02%,
.
для
кверцетина
–
-3
3.0 10 ±0.12 10 .
Количественное содержание, %
Кумарины
Ксантотоксин
0.37×10-2±0.03×10-2
Изопимпинеллин
0.185×10-2±0.012×10-2
Изобергаптен
0.165×10-2±0.022×10-2
Флавоноиды
Рутин
Кверцетин
1.76±0.02
3.00×10-3±0.12×10-3
Инулин
26.00±0.10
Определение полисахаридов. Суммарное со-
Пектины
1.86±26
держание инулина в экстракте определяли грави-
Кислоты
2.45±17
метрически после осаждения из водного раствора.
(в пересчёте на яблочную)
Общее содержание инулина составляет 26.0±0.1%.
Фракционирование инулина проводилось на
сефадексе G-50, в качестве элюента использовали
дистиллированную воду, скорость элюирования –
0.5 мл/мин, отбор проб по 1 мл, детектирование
проводилось фотометрически фенолсернокислотным методом при 490 нм [8]. Внутренний объём
определяли по яичному альбумину. Получено четыре фракции инулина, молекулярная масса которых лежит в пределах 3000-42000.
Исследование сапонинов. Схема выделения
сапонинов из сухого экстракта представлена на
рисунке 1. Предложенная схема основана на химических и физических свойствах веществ, содержащихся в экстракте.
Для разделения суммы сапонинов на отдельные группы использовали их разное отношение к
растворителям и охлаждению [13]. Схема разделения представлена на рисунке 2.
ПОЛУЧЕНИЕ СУХОГО ЭКСТРАКТА ИЗ КОРНЕЙ ДЕВЯСИЛА …
121
Рис. 1. Схема выделения сапонинов
Рис. 2. Схема разделения сапонинов
Наличие суммы сапонинов и сапонинов отдельных групп изучено с помощью ТСХ на пла-
кислоты. Для каждого гликозида рассчитаны величины Rf . Результаты занесены в таблицу 2.
стинках “silufol” в системах хлороформ–этанол –
Суммарное содержание сапонинов и сапони-
15%-ный раствор аммиака (7:3:1), бутанол–этанол
нов отдельных фракций определялось спектрофо-
– 15%-ный раствор аммиака (18:3.5:18), бутанол–
тометрически при длине волны 590 нм методом
уксусная кислота–вода (4:1:1), детектирование про-
абсолютной калибровки по реакции с нитратом
водилось 10%-ной серной кислотой и 25%-ным
натрия в присутствии серной кислоты.
спиртовым
раствором
фосфорновольфрамовой
С.А. МАТАСОВА, Н.А. МИТИНА, Г.Л. РЫЖОВА, Д.О. ЖУГАНОВ, К.А. ДЫЧКО
122
жены полосы поглощения: 1040 см-1 – характерная
Таблица 2. ТСХ сапонинов
нов
Сапонины с малым
содержанием углеводных остатков
для простых и сложных эфиров; 1200 см-1 – соот-
Rf
Фракция сапонисистема 1
система 2
система 3
ветствующая О–С=О-группе; 1460 см-1 – СН2-
0.49
0.30
0.27
группам; 1470 см-1 – СН3-группам; 1650 см-1 – С=С
0.59
0.54
0.52
Полярные
0.68
0.11
0.61
сапонины
Тритерпеновые
полоса несопряжённых связей; 1750 см-1 – С=О;
3300 см-1 – ОН-группы [16]. Выделенные аглико-
0.40
0.66
0.78
ны, принадлежат к тетра- и пентациклическому
тритерпеновому ряду.
0.17
сапонины
Определение углеводов сапониновых глико-
Обсуждение результатов
зидов. Углеводы определялись после кислотного
Ультразвуковая экстракция позволяет повы-
гидролиза 5%-ной серной кислотой на водяной
сить выход экстрактивных веществ, по сравнению
бане в течение 2 ч и нейтрализации карбонатом
с мацерацией, в 1.5 раза и в четыре раза сократить
бария [4]. Определение суммы связанных в сапо-
продолжительность экстракции. Более высокий
нины углеводов и углеводов отдельных фракций
выход экстрактивных веществ при нагревании, по
сапонинов проводили фотометрически с исполь-
сравнению с комнатной температурой, объясняет-
зованием фенолсернокислотного метода [8] при
ся увеличением растворимости инулина при по-
длине волны 490 нм. Найдено содержание суммы
вышении температуры.
углеводов – 0.059±0.009%, углеводов фракции
Особый интерес представляет изучение фрак-
полярных сапонинов – 0.026±0.006%, углеводов
ции сапонинов. Сапонины в лекарственных расте-
фракции
тритерпеновых
сапонинов
–
0.017±0.001%, углеводов фракции сапонинов с
малым
числом
углеводных
остатков
–
ниях изучены мало, тем не менее биологическая
активность этих соединений большая.
Выводы
0.015±0.003%.
Разделение углеводов проводилось методом
жидкостной колоночной хроматографии на катионите КУ-2-8 в кальциевой форме [14]. Температура колонки 55±1°С, длина колонки – 95 мм, диаметр – 10 мм, элюент – дистиллированная вода,
скорость элюирования – 0.15 мл/мин, отбор проб –
по 1 мл, детектирование проводилось фенолсернокислотным методом.
Всего обнаружено девять индивидуальных соединений: глюкоза, рамноза, маннит, сорбит, ксилоза, арабиноза, галактоза и два соединения, которые идентифицированы как кетосахара по реакции
Селиванова [15]. Количественное содержание определено методом абсолютной калибровки.
Исследование агликона. Структуру агликона
устанавливали с помощью ИК-спектроскопии.
Спектры снимались на ИК-спектрометре SPEKORD-M-80 в таблетках бромида калия. Обнару-
1. Получен сухой экстракт из корней девясила
при комнатной температуре и нагревании (40°).
2. Разработана схема выделения и анализа биологически активных веществ, содержащихся в
экстракте. Определен химический состав биологически активных фракций: кумарины (ксантотоксин, изопимпинеллин, изобергаптен), флаваноиды
(рутин, кверцетин), полисахариды (пектиновые
вещества, инулин), кислоты (янтарная, винная),
сапонины.
3. Предложены схема выделения фракции сапонинов и разделения её на отдельные группы, а
также методика количественного определения
сапонинов.
4. Изучен ИК-спектр агликонов. выделенных
сапонинов.
5. Определен качественный состав углеводной
составляющей.
ПОЛУЧЕНИЕ СУХОГО ЭКСТРАКТА ИЗ КОРНЕЙ ДЕВЯСИЛА …
Список литературы
1. Атлас ареалов и ресурсов лекарственных растений СССР. М., 1983 350 с.
2. Минаева В.Г. Лекарственные растения Сибири.
Новосибирск, 1991. 428 с.
3. Химия углеводов / Кочетков Н.К. и др. М., 1967.
287 с.
4. Ладыгина Е.Я., Сафронович Л.Н., Баландина
И.А., Отряшникова В.Э. Химический анализ лекарственных растений. М., 1983. 176 с.
5. Георгиевский В.П., Комиссаренко Н.Ф., Дмитрук. Биологически активные вещества лекарственных
растений. Новосибирск, 1990. 327 с.
6. Хроматография. Практическое приложение метода. М., 1986. Т. 2. 422 с.
7. Минаева В.Г. Флаваноиды в онтогенезе растений. Новосибирск, 1986. С. 15–32.
8. Бикбулатов Э.С., Скопинцев О.А. Определение
общего содержания растворимых углеводов в природ-
123
9. Раик С.Я. Пектиновые вещества бахчевых. Сообщение 2. Объёмный метод определения пектиновых
веществ в кормовом арбузе // Изв. Молд. фил. АН
СССР. 1958. Т. 5. С. 15–24.
10. Цитович И.К. Аналитическая химия. М., 1994.
498 с.
11. Биохимический анализ растений. М., 1960.
С. 226–292.
12. Рабинович А.М. Лекарственные растения на
приусадебном участке. М., 1989. 207 с.
13. Деканосидзе Г.Е., Чирва В.Я., Стригина Т.В.,
Уварова Н.И. Исследование тритерпеновых гликозидов.
Тбилиси, 1982. 151 с.
14. Природокомплекс
Томской
области.
Томск,
1990. С. 170–171.
15. Кашевник Л.Д. Краткий практикум по биохимии. Томск, 1957. С. 32–33.
16. Беллами. Инфракрасные спектры сложных молекул. М., 1963. 579 c.
ных водах // Гидрохимические материалы. Т. 60. С. 179.
Поступило в редакцию 05.04.1999.