ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТАВА ПОЛИСАХАРИДНЫХ КОМПЛЕКСОВ ACHYROPHORUS MACULATUS L. ФЛОРЫ ТУЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ
Aннотация
Прозанник крапчатый (Achyrophorus maculatus L.) – двулетнее травянистое растение семейства астровые (Asteraceae), распространенное преимущественно в европейской части России и в южных районах Сибири. В традиционной медицине трава растения применяется как противовоспалительное, антисептическое, ранозаживляющее, противоопухолевое средство, а также при болезнях кожи. В статье приведены результаты исследований полисахаридного комплекса, полученного из травы Achyrophorus maculatus L. флоры Тульской области. Выделены водорастворимые полисахариды, пектиновые вещества, гемицеллюлозы А и Б, исследован их моносахаридный состав методом бумажной хроматографии и денситометрии. Количественно определены функциональные группы пектиновых веществ.
Введение. Достаточно давно известны обволакивающие и мягчительные свойства полисахаридов [9]. Фитопрепараты на их основе применяют в качестве отхаркивающих и противовоспалительных средств [15]. Некоторые полисахариды оказались эффективными антиульцерогенными агентами, перспективными для применения в терапии язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки [8]. Многие исследователи связывают иммуномодулирующие свойства растений и фитопрепаратов на их основе с полисахаридами [12, 15].
Муравьевой Т.И. установлена перспективность использования водорастворимых полисахаридов в качестве фармакосанирующих лекарственных средств, благодаря наличию выраженных антигипоксического, антиоксидантного, гепатопротекторного и радиопротекторного эффектов [4].
Известна их противоопухолевая активность [8, 11, 14], а также способность восстанавливать работоспособность, что активно используется в спортивной медицине [6, 8, 13, 14].
Все это обуславливает необходимость установления качественного состава и количественного содержания полисахаридных комплексов в растительном сырье.
Цель исследования – изучение компонентного полисахаридного состава травы прозанника крапчатого (AchyrophorusmaculatusL.) флоры Тульской области.
Материалы и методы. Объектом исследования служила воздушно-сухая измельченная трава AchyrophorusmaculatusL., заготовленная в 2015 г. на территории Тульской области в период массового цветения растений.
Полисахариды из лекарственного растительного сырья выделяли по методу Н.К. Кочеткова фракциями: водорастворимый полисахаридный комплекс (ВРПС), пектиновые вещества (ПВ), гемицеллюлоза А и Б (ГЦ А и ГЦ Б).
Для получения водорастворимого полисахаридного комплекса использовали воздушно-сухой шрот сырья прозанника крапчатого после выделения фенольных соединений [3, 5].
Полученный шрот (50,0 г) экстрагировали горячей водой очищенной в соотношении 1:20 при нагревании до 95оС в течение 2 часов при постоянном перемешивании. Повторное извлечение полисахаридов проводили дважды в соотношении 1:10 в течение часа. Растительный материал отделяли центрифугированием, а объединенные экстракты упаривали до 1/5 первоначального объема.
С целью дополнительной очистки от фенольных соединений водное извлечение пропускали через слой полиамидного сорбента высотой 50 мм на воронке Бюхнера диаметром 300 мм. Сорбент промывали небольшими порциями воды очищенной, которые присоединяли к основной массе элюата. После этого полисахариды осаждали трехкратным объемом спирта этилового 96 % при комнатной температуре. Выпавший плотный осадок полисахаридов отфильтровывали, промывали спиртом этиловым 96 % и высушивали.
Для получения пектиновых веществ использовали шрот сырья, оставшийся после выделения водорастворимого полисахаридного комплекса. Экстракцию проводили смесью 0,5 %растворов кислоты щавелевой и аммония оксалата (1:1) при соотношении сырье-экстрагент 1:20 при 80-85°С в течение 2,5 часов. Повторное извлечение проводили дважды в соотношении 1:10. Экстракты концентрировали, диализовали и осаждали спиртом этиловым 96 % (1:5). Выпавший осадок пектиновых веществ отфильтровывали, промывали спиртом этиловым 96 % и высушивали [5].
Шрот сырья, оставшийся после выделения пектиновых веществ, использовали для получения гемицеллюлозы А и Б. Для этого его заливали пятикратным объемом 10 % водного раствора натрия гидроксида и оставляли при комнатной температуре на 12 часов. Затем процеживали через четыре слоя марли. К полученному фильтрату прибавляли два объема кислоты уксусной. Образовавшийся осадок отфильтровывали. На фильтре получился осадок гемицеллюлозы А. К фильтрату добавляли двукратный объем спирта этилового 96 % для осаждения гемицеллюлозы Б. Полученный осадок отфильтровывали, промывали спиртом этиловым 96 %, высушивали [1, 5].
Кислотный гидролиз для определения моносахаридного состава водорастворимого полисахаридного комплекса, пектиновых веществ и гемицеллюлозы А и Б проводили кислотой серной (1 моль/л) [10]. Эта минеральная кислота вызывает наименьшую деструкцию полисахаридов и легко удаляется из реакционной смеси, что обуславливает ее использование. Хроматографическое изучение нейтральных моносахаридов проводили методом нисходящей хроматографии в системе н-бутанол – пиридин – вода очищенная (6:4:3) [7], а для изучения кислых моносахаридов – восходящую хроматографию в системе: этилацетат – кислота уксусная – кислота муравьиная – вода очищенная (18:3:1:4) [1] параллельно с достоверными образцами. Хроматограммы после высушивания на воздухе обрабатывали анилинфталатным реактивом и нагревали в сушильном шкафу при температуре 100-105°С; моносахариды проявлялись в виде красновато-коричневых пятен.
Определение количественного содержания сахаров в гидролизатах полисахаридов проводили денситометрически после хроматографии в тонком слое сорбента [5]. Количественное определение функциональных групп пектиновых веществ (свободных карбоксильных, метоксилированных карбоксильных, общее количество карбоксильных, а также содержание метоксильных групп) проводили титрометрическим методом [2].
Результаты исследования и их обсуждение. В результате исследований из травы были выделены водорастворимый полисахаридный комплекс, пектиновые вещества, гемицеллюлоза А и Б.
Выход водорастворимого полисахаридного комплекса из травы AchyrophorusmaculatusL.флоры Тульской области составил 7,53 %. ВРПС представляет собой аморфный порошок светло-серого цвета; при растворении в воде образует опалесцирующий раствор (рН 1 % водного раствора находится в пределах 5-6); растворяется также в водных растворах кислот и щелочей и не растворяется в органических растворителях. Полисахаридный комплекс дает положительные реакции осаждения со спиртом, ацетоном, реакцию Фелинга после кислотного расщепления [5].
Выход пектиновых веществ составляет 14,35 %. Выделенные пектиновые вещества из травы прозанника крапчатого представляли собой аморфный порошок светло-кремового цвета, хорошо растворимый в воде с образованием вязкого раствора (рН 1% водного раствора находится в пределах 3-4). Водный раствор пектиновых веществ осаждался 1 % раствором алюминия сульфата с образованием пектатов [5].
Выход гемицеллюлозы А из травы прозанника крапчатого составил 9,26 %, гемицеллюлозы Б – 8,49 %.
Хроматографически в гидролизате водорастворимого полисахаридного комплекса из травы прозанника крапчатого обнаружили 5 веществ. С достоверными образцами идентифицировали: галактозу, арабинозу, ксилозу, рамнозу и глюкуроновую кислоту.
В гидролизате исследуемых пектиновых веществ обнаружили 4 соединения. С достоверными образцами идентифицировали: глюкозу, ксилозу, рамнозу и галактуроновую кислоту.
В гидролизатах исследуемых гемицеллюлоз А и Б обнаружили 2 и 4 вещества соответственно. С достоверными образцами в гемицеллюлозе А идентифицировали глюкозу и ксилозу, в гемицеллюлозе Б – галактозу, глюкозу, арабинозу и ксилозу.
Согласно полученным результатам (таблица 1) в водорастворимом полисахаридном комплексе преобладают арабиноза (6,4 %) и галактоза (7,6 %). Основу пектиновых веществ составляет галактуроновая кислота – 86,2 %. В гемицеллюлозах А и Б преобладающим моносахаридом является ксилоза – 6,7 % и 6,5 % соответственно.
Таблица 1
Характеристика полисахаридов, выделенных из травы AchyrophorusmaculatusL. флоры Тульской области
Table 1
The characteristic of polysaccharides isolated from the AchyrophorusmaculatusL. herb of the flora of Tula Region
Моносахаридный состав, % | ||
Водороастворимый полисахаридный комплекс | арабиноза | 6,4 |
галактоза | 7,6 | |
ксилоза | 0,5 | |
рамноза | 0,4 | |
глюкуроновая кислота | 2,8 | |
Пектиновые вещества | глюкоза | 2,1 |
ксилоза | 2,6 | |
рамноза | 0,1 | |
галактуроновая кислота | 86,2 | |
Гемицеллюлоза А | глюкоза | 5,5 |
ксилоза | 6,7 | |
Гемицеллюлоза Б | арабиноза | 1,8 |
галактоза | 2,3 | |
ксилоза | 6,5 | |
глюкоза | 1,9 | |
Таблица 2
Содержание функциональных групп в пектиновых веществах, выделенных из травы AchyrophorusmaculatusL. флоры Тульской области
Table 2
The content of the pectin functional groups isolated from the AchyrophorusmaculatusL. herb of the flora of Tula Region
Функциональные группы | Содержание, % |
Свободные карбоксильные группы (Кс) | 11,31 |
Метоксилированные карбоксильные группы (Км) | 1,42 |
Общее количество карбоксильных групп (Ко) | 12,73 |
Метоксильные группы (ОСН3) | 0,89 |
Степень метоксилированности (l) | 11,15 |
Из данных таблицы 2 следует, что содержание свободных карбоксильных групп в исследуемых пектиновых веществах составляет 11,31 %, метоксилированных карбоксильных групп – 1,42 %, метоксильных групп – 0,89 %. Пектиновые вещества характеризуются невысокой (l<50 %) степенью метоксилированности, что дает возможность использования их в медицинской практике в качестве детоксикантов и в фармацевтической практике при производстве лекарственных препаратов в качестве желирующих агентов.
Выводы:
- Углеводные комплексы травы AchyrophorusmaculatusL. флоры Тульской области представлены ВРПС, ПВ, ГЦ. Преобладающими веществами являются ПВ и ГЦ.
- Установлен качественный и количественный моносахаридный состав исследуемых полисахаридов. Пектиновые вещества характеризуются невысокой (λ<50%) степенью метоксилированности.
- Высокое содержание полисахаридов в сырье говорит о перспективности использования травы AchyrophorusmaculatusL. флоры Тульской области в качестве источника ВРПС и ПВ.
Список литературы