Исследование химического состава Amaranthus retroflexus L

© Сошникова О.В., Яцюк В.Я., 2010 УДК 615.322:634.741.07

ИССЛЕДОВАНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА АМАЯАЭТНШ ЯЕТЯОЕЬЕХШ Ь.

О.В. Сошникова, В.Я. Яцюк

ГОУ ВПО Курский государственный медицинский университет Росздрава, г.Курск

В статье приведены результаты исследования качественного состава и количественного содержания некоторых классов биологически активных веществ содержащихся в траве амаранта запрокинутого. С помощью классических методов органической химии установлено наличие в траве амаранта запрокинутого углеводов, органических кислот, дубильных веществ, флавоноидов. Методом тонкослойной хроматографии с достоверными образцами идентифицировано ряд моно- и дисахаридов, органических кислот, в том числе аминокислот. Изучение фенольного состава травы амаранта запрокинутого методом ВЭЖХ позволило установить присутствие в исследуемом сырье как минимум 15 веществ фенольной природы. Впервые определено суммарное содержание органических кислот, в том числе аминокислот и аскорбиновой кислоты, водорастворимого полисахаридного комплекса, пектиновых веществ, дубильных веществ, флавоноидов.

Ключевые слова: качественный состав, биологически активные вещества, трава амаранта запрокинутого

В настоящее время пришло понимание, что лекарственные растения имеют огромное значение, и их не могут полностью заменить синтетические лекарственные препараты.

Химический состав лекарственных растений не ограничивается одним - двумя классами биологически активных веществ, а представляет собой совокупность различных веществ (углеводов, аминов, карбоновых кислот и их гетерофункциональных производных, фенольных соединений, омыляемых и неомыляемых липидов и др.) сочетание которых является индивидуальным для каждого отдельного растения и определяет его фармакологическую активность. В связи с многообразием веществ, содержащихся в лекарственных растениях, их действие на организм более разностороннее, чем действие любого лекарства, полученного химическим путем.

Кроме активного лекарственного начала растения содержат необходимые для жизни питательные вещества: белки, жиры, углеводы, микроэлементы, витамины, биологически активные вещества. Поэтому многие лекарственные растения являются одновременно и пищевыми (свекла, морковь, греча, картофель, петрушка, амарант и т. д.) [4].

Проблема поиска новых эффективных лекарственных средств волнует специалистов разных стран не один десяток лет, однако данный вопрос остается открытым, на основании этого в последние годы в России активно проводятся мероприятия по изучению дикорастущих лекарственных растений, которые позиционировались как сорные.

Одним из возможных источником биологически активных веществ можно рассматривать амарант запрокинутый (Amaranthus retroflexus L.), семейство амарантовые — Аmаranthaceae.

На территории России встречается 15 видов амаранта, но наиболее распространен амарант запрокинутый, или щирица обыкновенная (Amaranthus retroflexus). Данное растение известно как злостный сорняк, с одной стороны, и как одна из лучших кормовых культур — с другой. Благодаря широкому распространению в диком виде практически по всей России, неприхотливости, он быстро завоевал популярность у животноводов. Добавка амаранта в рационы домашних животных оказывает стимулирующее влияние на процессы белкового метаболизма.

В настоящее время некоторые амаранты используются как зерновые, овощные, кормовые и, разумеется, декоративные растения.

Несмотря на широкую известность и распространение амаранта запрокинутого химический состав и фармакологическая активность данного растения изучены недостаточно.

В рецептах народной медицине водный настой травы применяют при поносах — простом и дизентерийном, кишечных коликах, при запорах в качестве слабительного, как

кровоостанавливающее средство при кровохарканье, сильных менструальных и упорных геморроидальных кровотечениях [1].

В настоящее время масло из семян амаранта широко используется как биологически активная добавка. Это обусловлено главным образом высоким содержанием в ней сквалена, а также полиненасыщенных жирных кислот, витаминов [5]. Имеются данные что в листьях содержатся до 184 мг% витамина С, каротин, азотсодержащие соединения (0,96% бетаина), жирное масло, крахмал, соли кальция, фосфор. В семенах 8,6% воды, 10% клетчатки, 19% протеина, 7,9% жирного масла, 41% крахмала, 2% сахара, 4,5% золы и незначительное количество танина [1].

В зарубежной литературе приводятся сведения об антиоксидантной и антиноцицептивной активности водно-спиртового извлечения полученного с использованием 50% спирта этилового, а также гепатопротекторных свойствах аминопуринов, цитокинетической активности белковой фракции извлеченной из амаранта [20,21,22].

Целью настоящих исследований являлось изучение качественного состава и количественного содержания отдельных классов биологически активных веществ травы амаранта запрокинутого.

Материалы и методы

Объектом исследования являлось воздушно-сухое измельченное сырье (трава) амаранта запрокинутого, заготовленное в 2008 г. на территории Курской области, в период обильного цветения - начала плодоношения.

Предварительные исследования заключались в обнаружении биологически активных веществ в сырье с помощью классических методов органической химии [6,14,19].

Результаты качественных реакции были подтверждены бумажной хроматографией с использованием хроматографической бумаги "Ленинградская N 2", а так же хроматографией в тонком слое сорбента на пластинках «Silufol», с примением систем растворителей: изопропанол-вода (4:1), н-бутанол - кислота уксусная ледяная - вода (4:1:2), 95% этиловый спирт - аммиак концентрированный (16:4,5), гексан - диэтиловый эфир (8:2); хлороформ - спирт этиловый (9:1) [13,15,17,18]. После обработки хроматограмм соответствующими детектирующими реактивами были идентифицированы углеводы: глюкоза, лактоза, фруктоза, сахароза, ряд органических кислот: аскорбиновая, молочная, яблочная, а так же а-аминокислоты, среди которых - заменимые: аланин, тирозин, глутаминовая кислота и ряд незаменимых а-аминокислоты: валин, лейцин, треонин, фенилаланин.

Исследования фенольных соединений осуществляли хроматографией в тонком слое сорбента на пластинках «Silufol» с использованием систем растворителей н-бутанол - кислота уксусная ледяная - вода (4:1:2), хлороформ - метанол - вода (61:32:7), хлороформ - бензол (1:2) и методом ВЭЖХ на высокоэффективном жидкостном хроматографе фирмы «Waters», с последующей компьютерной обработкой результатов с помощью программы «Millenium 32» [13,15].

Для разделения компонентов была использована металлическая колонка размером 150^4,6 мм, заполненная обращеннофазным сорбентом С-18, с размером частиц 5 мкм. При анализе использовали метод градиентного элюирования. Подвижной фазой служила смесь ацетонитрил -вода - о-фосфорная кислота в соотношении (400:600:5) соответственно. Скорость подачи элюента 1мл/мин. Продолжительность анализа 65 мин. Детектирование проводилось с помощью УФ-детектора при длине волны 254 нм. Параллельно готовили серию 0,05% растворов стандартных образцов (РСО) в 95% спирте этиловом. Исследуемые растворы и РСО вводили по 10 мкл в хроматограф и хроматографировали по выше приведенной методике.

Идентификацию разделенных веществ проводили путем сопоставления времен удерживания пиков, полученных на хроматограмме пробы, с временами удерживания модельной смеси стандартных растворов (РСО). Расчет количественного содержания веществ полифенольной природы производили методом математических расчетов и абсолютной калибровки.

Результаты и их обсуждение

В ходе исследований было установлено, что трава амаранта запрокинутого содержит не менее 15 веществ фенольной природы, среди которых идентифицированы и количественно определены следующие соединения представленные в таблице 1.

Таблица 1

Содержание фенольных соединений в траве Amaranthus retroflexus L.

Наименование веществ Время удерживания РСО, мин Содержание, %

Кофейная кислота 14,4 0,2

Хлорогеновая кислота 12,7 0,1

Рутин 25,1 2,1

Цинарозид 26,4 0,3

Гиперозид 26,0 0,4

Арабенин 28,2 0,1

По методике Кочеткова из травы амаранта запрокинутого выделены водорастворимый полисахаридный комплекс и пектиновые вещества. Количественное содержание отдельных фракций полисахаридов определяли гравиметрическим методом [8, 11,16].

Для установления количественного содержания свободных органических кислот, аскорбиновой кислоты и дубильных веществ использовали методики, приведенные в ГФ XI [9,10].

Суммарное содержание аминокислот устанавливали спектрофотометрически на спектрофотометре марки СФ-2000 после реакции взаимодействия аминокислот с раствором нингидрина, в результате которой образуется соль енольной формы дикетогидринденкетогидринамина, имеющая фиолетовую окраску и поглощающая свет в области 550-570 нм [2,12].

Количественное определение суммы флавоноидов проводили методом дифференциальной спектрофотометрии на спектрофотометре марки СФ-2000, основанном на реакции комплексообразования с раствором алюминия хлорида и раствором натрия ацетата [3]. Данный метод предусматривает использование в качестве контроля испытуемый раствор без реактивов, что позволяет исключить влияние окрашенных и сопутствующих веществ, а также веществ, не образующих комплексов с реактивами [11,17].

В результате проведенных исследований методом ВЭЖХ было установлено, что одним из компонентов в сумме производных фенилбензо-у-пирона является рутин, на основании чего определение суммы флавоноидов осуществляли в пересчете на данное соединение.

Результаты исследований количественного состава биологически активных веществ в траве амаранта запрокинутого представлены в таблице 2.

Таблица 2

Содержание БАВ в траве Ашатапікт геігв/іехт Ь._________________________

"""——Вид сырья Группа БАВ Количественное содержание БАВ в траве Amaranthus retroflexus L.

Водорастворимый полисахаридный комплекс, % 9,48±0,28

Пектиновые вещества, % 0,35±0,08

Органические кислоты, % 1,73±0,04

Аскорбиновая кислота, % 0,15±0,01

Аминокислоты, % 3,08±0,09

Дубильные вещества, % 3,2±0,10

Флавоноиды, % 1,12±0,03

Результаты полученные в ходе эксперимента свидетельствуют о том, что амарант запрокинутый является перспективным сырьем для дальнейшего изучения состава биологически активных веществ и их фармакологической активности с целью создания новых лекарственных средств.

ЛИТЕРАТУРА

1. Баландина И.А. Лекарственные растения: справочное пособие / И.А.

Баландина, Н.И. Гринчевич, В.А. Ермакова.- М.: Высш.шк. , 1991. - С. 152-164.

2. Исследование аминокислотного состава сфагнума бурого / Н.А. Баркина [и др.]

// Химия растит. Сырья.- 2000.- №1.- С.81-83.

3. Барковский В.Ф. Дифференциальный спектрофотометрический анализ / В.Ф.

Барковский, В.И. Ганапольский.- М., 1989. - 245 с.

4. Буренин В.И. Основные и малораспространенные овощные растения / В.И. Буренин.- М.: Росинформагротех, 2003. - 188 с.

5. Основные физико-химическое показатели масла амаранта / М.В. Гаврилин [и др.] // Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции: сб.к науч. тр. -Пятигорск, 2008. - Вып. 63. - С.270-272.

6. Георгиевский В.П. Биологически активные вещества лекарственных растений /

B.П. Георгиевский, Н.Ф. Комисаренко, С.Е. Дмитрук.- Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1990. -333 с.

7. Голышенко П.П. Лекарственные растения и их использование / П.П. Голышенко. - Саранск: Мордовское книжное изд-во, 1996. - 291 с.

8. Гончаров А.Г. Исследование растительного полисахаридного комплекса / А.Г. Гончаров, Т.И. Исакова, Л.Д. Халеева // Тез. докл. Респ. науч. конф. «Актуальные вопросы поиска и технологии лекарств». - Харьков, 1981. - С.139.

9. Государственная фармакопея СССР. Вып.1. Общие методы анализа / МЗ СССР. - 11- е изд., доп.- М.: Медицина, 1987.- 336 с.

10. Государственная фармакопея СССР. Вып .2. Общие методы анализа. Лекарственное растительное сырье / МЗ СССР. - 11- е изд., доп. - М.: Медицина, 1987. - 400 с.

11. Горбунова Т. А. Стандартизация сухого сока коланхое / Т. А. Горбунова, Т.Д. Дергач // Ресурсоведческое и фитохимическое изучение лекарственной флоры СССР. - М., 1991. -Т.29. - С.190-195.

12. Количественное определение аминокислот в пыльце (обножке) / И.В. Духанина [и др.] // Хим.- фармац. журн.- 2006.-Т.40, №2.- С.22-23.

13. Еремина А.В. Определение полифенольного состава сухого экстракта гребней винограда методом ВЭЖХ / А.В. Еремина, М.О. Решетняк, М.О. Везиришвили // Хим.-фармац. журн. - 2004. - №3. - С.26-28.

14. Запрометов С.В. Выделение и анализ природных биологически активных

веществ / С.В. Запрометов, Е.Е. Сироткина, Е.А. Краснов.- Томск.: Изд-во Томск. ун-та, 1987. -

184 с.

15. Беликов В.В. Избирательный метод анализа флавоноидов в фитохимических препаратах / В.В. Беликов, Т.В. Точкова, Л.Г. Колесник // Материалы докл. Всесоюз. конф. «Проблемы стандартизации и контроля качества лекарственных средств». - М., 1991. - Т.2. -

C.142.

16. Кочетков Н.К. Химия биологически активных природных соединений / Н.К. Кочетков. - М., 1970. - 486 с.

17. Петриченко В.М. Спектрофотометрический метод определение содержания флавоноидов в Euphrasia brevipila Burn. et Gremli / В.М. Петриченко, Т.В. Сухинина, Н.С. Фурса // Растит. ресурсы. - 2002. - Вып.2. - С.104-109.

18. Степаненко Б.Н. Химия и биохимия углеводов: моносахариды: учеб. пособие / Б.Н.

Степаненко. - М.: Высш.шк., 1997. - 222 с.

19. Химический анализ лекарственных растений / под ред. Н.И. Гринкевич, Л.Н. Сафронич. - М.: Высш. шк., 1984. - 75 с.

20. Cytokinin activity of disubstituted aminopurines in Amaranthus / A. Garcia-Raso [et al.] // Grup de Quimica Bioinorganica i Bioorganica, Departament de Quimica, Universitat de les Illes Balears, Ctra. Valldemossa km 7.5, 07122 Palma de Mallorca, Spain; Inst Hlth Sci Res IUNICS, Ctra. Valldemossa km 7.5, 07122 Palma de Mallorca, Spain // Plant Physiol. - 2009.- May 16.

21. Hepatoprotective and antioxidant activity of Amaranthus spinosus against CCl(4) induced toxicity / H. Zeashan [et al.] // Pharmacognosy and Ethnopharmacology Division / National Botanical Research Institute, Lucknow, Uttar Pradesh 226001.- India, 2009. - May 22.

22. Antinociceptive activity of Amaranthus spinosus in experimental animals / H. Zeashan [et al.] // Pharmacognosy and Ethnopharmacology Division, National Botanical Research Institute Rana Pratap Marg, Lucknow, Uttar Pradesh, India // Ethnopharmacol.- 2009.- Apr 21.-Vol.122,N3.- P.492-496.

THE INVESTIGATIONS OF THE CHEMICAL COMPOSITION

OF AMARANTHUS RETROFLEXUS L.

V.Y. Yatsuk, O.V. Soshnikova

The article describes the results of the investigations of the quality composition and quantity content of some classes of biologically active substances contained in the herb of Amaranthus retroflexus L. The classical methods allowed determining the presence of carbohydrates, organic acids, tannins, flavonoids in the herb of Amaranthus retroflexus L. The number of organic acids, including amino acids, monosaccharides and disaccharides, were identified by the method of thin-layer chromatography with the significant samples. The study of phenol composition of the herb of Amaranthus retroflexus L. by the method of HPLC allowed determining the presence of 15 substances of phenol origin as a minimum. For the first time the total content of organic acids including amino acids and ascorbic acid, water-soluble polysaccharides complex, pectins, tannins, flavonoids was determined.

Key words: qualitative composition of biologically active substances, the grass is thrown back amaranth

Яцюк Валентина Яковлевна - заведующая кафедрой биоорганической химии, д. фарм. наук, профессор Курского государственного медицинского университета; main@kgmu.kursknet.ru