Оптимизация процесса экстрагирования флавоноидов из травы мелколепестника канадского

УДК 58

ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ЭКСТРАГИРОВАНИЯ ФЛАВОНОИДОВ ИЗ ТРАВЫ МЕЛКОЛЕПЕСТНИКА КАНАДСКОГО

А. В. Яницкая, И. Ю. Митрофанова, Ю. В. Хейлик

Волгоградский государственный медицинский университет, кафедра фармакогнозии и ботаники

Изучено влияние технологических факторов на процесс извлечения флавоноидов из травы мелколепестника канадского. В результате проведенных экспериментов подобраны условия процесса, обеспечивающие максимальный выход флавоноидной фракции из травы мелколепестника канадского (1,91 ± 0,003 %): степень измельчения сырья — 1 мм, время кипячения — 30 мин, экстрагент — 70%-й спирт этиловый, соотношение сырья и экстрагента — 1:60, однократная экстракция.

Ключевые слова: мелколепестник канадский, флавоноиды, рутин, спектрофотометрия.

UPDATING THE EXRACTION OF FLAVONOIDS FROM CONYZA CANADENSIS HERB

A. V. Yanitskaya, I. Yu. Mitrofanova, J. V. Heylik

We studied the influence of technological factors on the extraction of flavonoids from Conyza canadensis herb. Through experimenting we determined the conditions which ensure the maximum flavonoid fractional yield from Conyza canadensis herb (1,91 ± 0,003 %): grinding size — 1 mm, boiling time — 30 minutes, extractant — 70% ethyl alcohol, ratio of raw material and extractive solvent — 1:60, single extraction.

Key words: Conyza canadensis, flavonoids, rutin, spectrophotometry.

Мелколепестник канадский (Conyza canadensis (L.) Crong. (семейство Астровые—Asteraceae) — однолетнее травянистое растение с прямостоячим округлым не разветвленным и густо облиственным стеблем высотой до 1 м. Листья линейно-ланцетные. Нижние листья черешковые пильчато-зубчатые, не густо покрытые с обеих сторон крупными жесткими вверх загнутыми волосками. По направлению к верхушке растения листья постепенно становятся меньше, на них исчезают зубцы, а волоски опушения остаются только на краях листьев. Верхние листья сидячие [5]. Соцветие узкометельчатое, образованное мелкими многочисленными корзинками. Цветоложе почти плоское. Краевые цветки пестичные, язычковые, многочисленные, расположены в несколько рядов. Внутренние цветки бледно-желтые обоеполые трубчатые цилиндрические, опушенные в верхней части короткими волосками. Плод — семянка с хохолком [6].

Родина мелколепестника канадского — восточные районы Северной Америки. В России мелколепестник канадский широко распространен на всей Европейской части, на Кавказе, в Западной и Восточной Сибири, на Дальнем Востоке. Растет по берегам рек и озер, полям, сорным местам, на песчаной почве, в садах и на огородах как сорное растение [5].

Известно, что в траве указанного растения содержатся различные химические компоненты, такие как флавоноиды, фенольные соединения, дубильные вещества, фенольные кислоты, кумарины, сапонины, витамины, органические кислоты и другие компоненты [8]. Они и обуславливают его разнообразную биологическую активность. Однако терапевтическую ценность сырья мелколепестника канадского и препаратов на его основе детермини-

рует комплекс фенольных соединений, среди которых первостепенную роль играют флавоноиды [6, 10].

Растение обладает противовоспалительным, вяжущим и кровоостанавливающим действием. В Америке препараты мелколепестника канадского используется главным образом как средство от диареи. В немецкой народной медицине водный настой травы мелколепестника и спиртовую настойку в виде капель употребляют как кровоостанавливающее средство при легочных, кишечных, носовых, зубных, геморроидальных, родовых и менструальных кровотечениях [8]. На Украине на его основе выпускаются препараты эрикан и канизан, которые назначают при энтерите, колите, энтероколите и других заболеваниях желудочно-кишечного тракта, сопровождающихся поносами [4]. В корейской медицине из корней мелколепестника канадского готовят отвар, настойку, обладающие аналгезирующим, жаропонижающим, диуретическим действиями и применяющиеся при радикулитах, артритах, подагре, невралгиях. Масло мелколепестника, дистиллированное из листьев, используется в некоторых штатах США как диуретик, тонизирующее и вяжущее средство [8].

Однако в России трава мелколепестника канадского не является официнальным лекарственным растением и источником лекарственного сырья, что делает его приоритетным для фармакогностического изучения и включения в число официнальных лекарственных растений.

Наиболее удобным способом получения биологически активных соединений, в том числе и флавоноидов, из лекарственного растительного сырья является экстракция. В процессе экстракции лекарственного растительного сырья следует учитывать, что данный технологический процесс подвержен воздействию боль-

20

Выпуск 2 (50). 2014

шого количества разнообразных факторов, которые связаны различными закономерностями [7]. В настоящее время данных о характере влияния условий экстракции на процесс извлечения флавоноидов из растительного сырья недостаточно, сведения по этому вопросу часто отрывочны и противоречивы.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Выявление оптимальных значений технологических факторов, обеспечивающих максимальный выход флаво-ноидной фракции из травы мелколепестника канадского.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Объектом исследования выступала трава мелколепестника канадского, заготовленная в фазу полного цветения (июнь-июль 2013 г) от дикорастущих популяций в Городищенском районе Волгоградской области. Все использованные в работе реактивы имели степень чистоты ч.д.а.

В основу количественного определения флавоноидов в сырье положен метод дифференциальной спектрофотометрии, основанный на способности флавонои-дов образовывать окрашенные хелатные комплексы со спиртовым раствором алюминия хлорида в среде кислоты хлороводородной разведенной [2, 3].

Для изучения зависимости содержания флавоноидов и полноты их экстракции из сырья получали спиртовые извлечения при следующих различных значениях следующих факторов: степень измельчения, время экстрагирования, кратность экстракции, концентрация экстрагента, соотношение сырье:экстрагент.

Спиртовые извлечения получали методом мацерации по следующей методике: 1,0 г травы, измельченной до размера частиц 1 мм, помещали в колбу со шлифом вместимостью 150 мл, прибавляли 90 мл 70%-го этанола, колбу присоединяли к обратному холодильнику и нагревали на водяной бане в течение 30 мин. Затем колбу охлаждали под струей воды до комнатной температуры и содержимое колбы профильтровывали через бумажный фильтр в мерную колбу вместимостью 100 мл. Объем фильтрата доводили до метки 96%-м спиртом [2, 3]. При этом в каждой серии опытов меняли значения только одного из факторов, оставляя неизменными значения других.

Полученное спиртовое извлечение (5 мл) помещали в колбу на 25 мл, прибавляли 5 мл 5%-го спиртового раствора алюминия хлорида и 2—3 капли разведенной кислоты хлороводородной. Объем смеси доводили до метки 96%-м спиртом этиловым. Время прохождения реакции комплексообразования в защищенном от света месте 45 мин [2, 9]. Для приготовления раствора сравнения в колбу вместимостью 25 мл помещали 5 мл спиртового извлечения, 2—3 капли разведенной кислоты хлороводородной и доводили объем до метки 96%-м этанолом.

Количественное содержание суммы флавоноидов определяли в пересчете на рутин, если максимум по-

глощения спиртовых извлечений был близок к спектральным характеристикам указанного флавона и располагался в области 408—420 нм. С целью определения содержания суммы флавоноидов использовали удельный показатель поглощения комплекса раствора ГСО рутина с алюминия хлоридом, который согласно литературным данным, составляет 191,0 [2]. На этом основании в формулу расчета включено теоретическое

значение е1% = 191.

1см

В некоторых из проведенных опытов максимум поглощения спиртовых извлечений располагался в области 421 —435 нм и был близок к спектральным характеристикам другого флавона — кверцетина. В таких случаях в расчетах использовали удельный показатель поглощения комплекса раствора ГСО кверцетина с алюминия хлоридом, равный 778 [2].

Регистрацию ультрафиолетовых спектров и измерение оптической плотности продуктов взаимодействия спиртовых извлечений из сырья мелколепестника канадского с 5%-м спиртовым раствором алюминия хлорида в среде кислоты хлористоводородной разведенной проводили с помощью двулучевого спектрофотометра UV1800 («Shimadzu», Япония) в кювете с толщиной поглощающего слоя 10 мм. Диапазон сканирования находился в пределах 200—800 нм, ширина щели — не более 1,1 нм, режим «поглощение», скорость сканирования — медленная.

Содержание суммы флавоноидов в пересчете на рутин (или кверцетин) вели по формуле:

А W1 -W.

Е = Е.%.  m V ’

где Ах—оптическая плотность исследуемого раствора;

W1, W2 — разведения, мл;

Е1%1см — ГСО рутина с алюминия хлоридом при X = 410™ (191);

(в случае пересчета на кверцетин при X = 430 нм (778)); max

m — масса навески исследуемого сырья, г;

V — объем аликвоты, мл.

Статистическая обработка результатов химического эксперимента проводилась согласно ОФС 42-0111-09 «Статистическая обработка результатов химического эксперимента» и включала проверку однородности выборки, с последующим вычислением базовых статистических показателей, характеризующих вариационные ряды, с использованием пакета программ Statistica 6.0 (StatSoft, США) и Excel 2000 (MS Office 2000, США).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Проверку однородности выборки и идентификацию вариант, отягощенных грубыми ошибками, осуществляли исходя из размаха варьирования. Рассчитанные значения контрольного критерия (Q) не превышали

Выпуск 2 (50). 2014

21

соответствующие табличные (QTaai = 95 %) с доверительной вероятностью P = 95 %. Следовательно, ни одна из вариант не отягощена грубой ошибкой, то есть выборка считалась однородной и статистические ха-

рактеристики методики, соответственно, были признаны достоверными.

Результаты проведенного исследования представлены в табл.

Зависимость полноты извлечения суммы флавоноидов из травы мелколепестника канадского от условий экстракции

Параметры экстракции Значение параметра Содержание суммы флавоноидов (Хсв), % Метрологические характеристики

Размер частиц сырья, мм < 1 1,250 ± 0,001 S = 0,001 S2 = 0,00001 е,% (ср.) = 0,089

< 2 1,020 ± 0,003 S = 0,003 S2 = 0,00001 е,% (ср.) = 0,315

< 3 0,982 ± 0,001 S = 0,001 S2 = 0,00001 е,% (ср.) = 0,144

< 5 0,938 ± 0,002 S = 0,002 S2 = 0,00005 е,% (ср.) = 0,261

Время экстракции, мин 15 0,998 ± 0,003 S = 0,001 S2 = 0,00001 е,% (ср.) = 0,322

30 1,25 ± 0,001 S = 0,001 S2 = 0,00001 е,% (ср.) = 0,089

45* 0,430 ± 0,001 S = 0,001 S2 = 0,00001 е,% (ср.) = 0,235

60* 0,496 ± 0,002 S = 0,005 S2 = 0,00001 е,% (ср.) = 0,113

90* 0,626 ± 0,001 S = 0,003 S2 = 0,00001 е,% (ср.) = 0,441

Кратность экстракции 1 1,250 ± 0,001 S = 0,001 S2 = 0,00001 е,% (ср.) = 0,089

2 0,724 ± 0,001 S = 0,003 S2 = 0,00001 е,% (ср.) = 0,438

3 1,107 ± 0,003 S = 0,002 S2 = 0,00001 е,% (ср.) = 0,157

Концентрация экстрагента (спирта этилового), % 40 0,662 ± 0,001 S = 0,005 S2 = 0,00002 е,% (ср.) = 0,885

50 0,789 ± 0,002 S = 0,002 S2 = 0,00001 е,% (ср.) = 0,311

60 0,980 ± 0,002 S = 0,002 S2 = 0,00001 е,% (ср.) = 0,231

70 1,250 ± 0,001 S = 0,001 S2 = 0,00001 е,% (ср.) = 0,089

22

Выпуск 2 (50). 2014

Окончание таблицы

Параметры экстракции Значение параметра Содержание суммы флавоноидов (Хср), % Метрологические характеристики

80 1,053 ± 0,001 S = 0,002 S2 = 0,00001 е,% (ср.) = 0,196

95 1,010 ± 0,002 S = 0,001 S2 = 0,00001 е,% (ср.) = 0,167

Экстракция с последовательной сменой этанола 96%-й, 70%-й и 40%-й концентрации 0,808 ± 0,001 S = 0,002 S2 = 0,0004 е,% (ср.) = 0,256

Соотношение сырья и экстрагента (модуль экстракции) *1:30 0,180 ± 0,001 S = 0,003 S2 = 0,00002 е,% (ср.) = 0,092

*1:40 0,270 ± 0,001 S = 0,001 S2 = 0,0001 е,% (ср.) = 0,338

1:50 1,237 ± 0,001 S = 0,002 S2 = 0,00001 е,% (ср.) = 0,13

1:60 1,910 ± 0,003 S = 0,005 S2 = 0,00001 е,% (ср.) = 0,289

1:100 1,250 ± 0,001 S = 0,001 S2 = 0,00001 е,% (ср.) = 0,089

*Пересчет суммы флавоноидов на кверцетин.

В качестве оптимального экстрагента, наиболее полно извлекающего флавоноидную фракцию, был выбран 70%-й спирт этиловый. Экстракция с последовательной сменой этанола не дала высокого выхода флавоноидов и поэтому была признана нецелесообразной.

С увеличением степени измельчения сырья выход флавоноидов увеличивается. Так, максимальный выход данной группы соединений (1,25 ± 0,001) % отмечался при измельчении сырья до размеров частиц 1 мм, которое и было принято как оптимальное.

Установлено, что с увеличением времени экстракции выход флавоноидов увеличивается, достигая максимального значения (1,25 ± 0,001) % (время кипячения 30 мин). Дальнейшее нагревание сопровождается гидролизом рутина с образованием кверцетина и соотношение рутин:кверцетин уменьшается, при этом наблюдается смещение максимума поглощения от 415 до 424 нм с небольшим изменением оптической плотности извлечений, характеризующихся более высоким содержанием кверцетина [максимум — (0,626 ± 0,001) %, время кипячения 90 мин].

Изучение влияния на качество извлечений модуля экстракции показало, что с уменьшением соотношения сырье:экстрагент увеличивается выход фла-воноидов, достигая своего максимума при значении 1:60 — (1,91 ± 0,003) %. При соотношении 1:100 наблюдается более низкий выход флавоноидной фракции

(1,25 ± 0,001) %. Было замечено, что при уменьшении модуля экстракции в извлечение переходит преимущественно кверцетин. Однако его содержание в экстракте незначительно, что не позволит использовать полученные извлечения в практических целях. Поэтому как оптимальное нами было выбрано соотношение сырье-:экстрагент 1:60, при котором в извлечение переходит, в основном,рутин.

Также было выявлено, что однократная экстракция характеризуется более высоким выходом флавоноидов (1,25 ± 0,001) % по сравнению с двух- и трехкратной, поэтому наиболее экономически и технологически целесообразно проводить экстрагирование исследуемого сырья в режиме однократной экстракции.

ЛИТЕРАТУРА

1. Государственная фармакопея СССР — Вып. 2. Общие методы анализа. Лекарственное растительное сырье / МЗ СССР — 11-е изд. — М.: Медицина, 1990. — 400 с.

2. Лесовая Ж. С., Писарев Д. И., Новиков О. О. // Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия: Медицина и фармация. — 2010. — № 12/2. — С. 150—154.

3. Минина С. А. Химия и технология фитопрепаратов: учебное пособие для вузов / С. А. Минина, И. Е. Каухова — М.: ГЭОТАР-МЕД, 2004. — 548 с.

4. Обеспечение фармацевтического рынка Украины новыми препаратами для лечения заболеваний желу-

Выпуск 2 (50). 2014

23

дочно-кишечного тракта / Н. Ф. Маслова и др. // Провизор. — 1998. — № 18. — C. 45—48.

5. Растительные ресурсы СССР: цветковые растения, их химический состав, использование; Семейство Asteraceae (Compositeae). — СПб.: Наука, 1993. — 352 с.

6. Рыбаченко А. И. // Фармаком. — 2001. - № 1. — С. 29—32.

7. Федосеева Л. М. // Химия растительного сырья. — 2000. — № 1. — С. 117—119.

8. Флора Европейской части СССР.: Asteraceae (Compositae) / Сост. Н. Н. Цвелев — СПб.: Наука, 1994. — Т 7. — 317 с.

9. Яницкая А. В., Митрофанова И. Ю. // Вестник Волгоградского государственного медицинского университета. — 2013. — № 3. — С. 47—50.

10. Tzakou O., Vagias C., GaniA., Yannitsaros A. // Flavour and Fragrance Journal. — 2005. — Vol. 20. — № 4. — P 425—428.

Контактная информация

Митрофанова Ирина Юрьевна—старший преподаватель кафедры фармакогнозии и ботаники, Волгоградский государственный медицинский университет, e-mail: I.U.Mitrofanova@yandex.ru

УДК 616.718-089.23

ОТНОШЕНИЕ ВРАЧЕЙ ТРАВМАТОЛОГОВ-ОРТОПЕДОВ К ПРОБЛЕМАМ ПАЦИЕНТОВ С ЭСТЕТИЧЕСКИМИ ДЕФОРМАЦИЯМИ НИЖНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ

М. А. Чернявский, О. Г. Тетерин, Д. А. Маланин

Волгоградский государственный медицинский университет, кафедра травматологии, ортопедии и ВПХ с курсом травматологии и ортопедии ФУВ

В результате проведенного в Волгограде медико-социологического исследования установлено, что большинство травматологов-ортопедов расценивают эстетические деформации нижних конечностей как болезнь, основной частью которой являются психосоциальные реакции пациента, и одно лишь оперативное улучшение формы ног является недостаточным условием для реабилитации данной категории пациентов.

Ключевые слова: коррекция малых деформаций голеней, ортопедическая косметология, эстетическая ортопедия, отношение врачей.

ATTITUDE OF ORTHOPAEDISTS TO THE CONCERNS OF PATIENTS WITH AESTHETIC DEFORMITY OF THE LOWER EXTREMITIES

M. A. Chernyavsky, O. G. Teterin, D. A. Malanin

A medico- sociological study carried out at the Volgograd State Medical University established that most orthopaedists regard aesthetic deformity of the lower extremities as a condition in which patients present with psychosocial problems. Thus, mere surgical correction of the shape of the legs is not sufficient to rehabilitate such patients.

Key words: correction of minor shin deformity, orthopaedic cosmetology, aesthetic orthopedics, physicians' attitudes.

Важнейшей социально одобряемой формой телесной практики в последние десятилетия становится эстетическая хирургия [2, 3, 4, 9]. В частности, наблюдается рост числа пациентов, желающих улучшить форму ног. Наиболее распространенным дефектом у них является варусная деформация голеней (ВДГ) [1,8]. Косметические недостатки данных пациентов трудно считать патологией в узко «ортопедическом» смысле этого слова и квалифицировать их как заболевание [1,6]. Однако наличие даже легкой кривизны ног для многих лиц является причиной стойкого социально-психологического дискомфорта. Социальная приемлемость индивидуума в наше время в меньшей мере зависит от его социальных корней, чем от способности отвечать концепции современного имиджа. Эстетическое хирургическое вмешательство позволяет пациенту принять то, каким он себя пред-

ставляет в своих мыслях и хочет, чтобы таковым его представляли и окружающие [7, 9]. Основным критерием, по которому оценивают результаты косметической операции, является субъективное мнение пациента: доволен он или нет. Это приводит к повышению ответственности врача за информированность больного и комплексные результаты проведенного вмешательства. Существенно возрастает роль личного контакта между пациентом и хирургом. На результаты данного взаимодействия существенное влияние может оказать отношение специалиста, оказывающего медицинскую помощь, к проблемам своих пациентов.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучить отношение врачей травматологов-ортопедов к проблемам пациентов с эстетическими деформациями нижних конечностей.

24

Выпуск 2 (50). 2014