Антиоксидантная активность различных фракций эфирного масла вислоплодников борщевика рассеченного и пастернака лесного

Введение. Развитие промышленного производства и антропогенное воздействие на биосферу, связанное с другими видами человеческой деятельности, сформировали к началу XXI века агрессивную по отношению к живым организмам окружающую среду. Токсичные ксенобиотики, поступающие с продуктами питания, питьевой водой и вдыхаемым воздухом, ионизирующая радиация и жесткое ультрафиолетовое излучение стимулируют повышенное образование в организме биорадикалов, приводящее к возникновению оксидантного стресса. Вредное воздействие свободных радикалов в организме можно уменьшить за счет регулярного употребления определенных пищевых продуктов и напитков, лекарственных препаратов, биологически активных добавок, обладающих антиоксидантной активностью (АОА). Наиболее перспективными источниками антиоксидантов считаются растения, особенно дикорастущие, имеющие в своем составе флавоноиды, различные фенолы, антоцианы, эфирные масла и т. д. Причем для подобных исследований большой интерес представляют растения – доминанты флоры исследуемого региона, запасы которых позволяют осуществлять их массовую заготовку.

Борщевик рассеченный ( Нeracleum dissectum ) и пастернак лесной ( Pastinaca silvestris ) – растения семейства Зонтичные, растения-сорняки, территория произрастания которых в Сибирском регионе увеличивается с каждым годом на десятки квадратных километров. Все части растения содержат эфирное масло, основное количество которого сосредоточено в вислоплодниках [1, 2].

Согласно литературным данным, АОА эфирных масел, содержащих производные фенола – тимол, эвгенол, карвакрол и другие, хорошо изучена. Показано, что некоторые терпеновые углеводороды также проявляют свойства анти- оксидантов в различных системах [3]. Кроме того, проводятся исследования по выявлению роли отдельных компонентов масла в ингибировании процессов окисления [4].

Цель исследования : оценка влияния компонентного состава эфирного масла вислоплодников Н. dissectum и P. silvestris как цельного, так и отдельных фракций на их АОА в рамках модели исследования процесса аутоокисления адреналина.

Задачи исследования : получить отдельные фракции и цельное эфирное масло вислоплодников каждого из растений; определить АОА полученных образцов; оценить влияние компонентного состава эфирного масла вислоплодников Н. dissectum и P. silvestris, как цельного, так и отдельных фракций, на величину их АОА.

Материалы и методы исследования . В качестве объекта исследования использовали эфирные масла вислоплодников Н. dissectum и P. silvestris , которые получали методом исчерпывающей гидропародистилляции в течение не менее 40 ч до прекращения выделения масла. Проба воздушно-сухого сырья составляла 1200 г. В процессе перегонки масло фракционировали в зависимости от времени его выделения, в результате чего было получено по 5 фракций эфирного масла плодов каждого из растений. Первая фракция масла получена через 45 мин от начала перегонки, вторая – через 2 ч, третья – через 5 ч, четвертая – через 9 ч, пятая фракция была собрана после окончания гидропародис-тилляции.

Компонентный состав определяли методом хромато-масс-спектрометрии на газовом хроматографе Agilent 7890 A (Agilent Technologies, США) c квадрупольным масс-спектрометром Agilent 5975 C (Agilent Technologies, США) в качестве детектора. Содержание компонентов оценивали по площадям пиков, а идентификацию отдельных компонентов производили на основе сравнения времен удерживания и полных масс-спектров с соответствующими данными компонентов эталонных масел и чистых соединений. Для идентификации также использовались данные библиотеки масс-спектров Wiley275 (275 тысяч масс-спектров) [5] и атласа масс-спектров и линейных индексов удерживания [6]. При полном совпадении масс-спектров и линейных индексов удерживания идентификация считалась окончательной.

Об антиоксидантной активности исследуемых образцов эфирных масел судили по их способности ингибировать аутоокисление адреналина in vitro и тем самым предотвращать образование активных форм кислорода [7, 8].

Согласно [7], величина АОА более 10 % свидетельствует о наличии антиоксидантной активности.

Результаты исследования и их обсуждение . Известно, что состав эфирного масла плодов Н. dissectum и P. silvestris представлен в основном кислородсодержащими соединениями – эфирами, спиртами и альдегидами [1, 2]. Единственным представителем ациклических монотерпенов в эфирном масле P. silvestris является β-мирцен. Основные компоненты эфирного масла плодов Н. dissectum – октилацетат (58,5 %), октилбутаноат (10,18 %), эфирного масла плодов P. silvestris – октилбутаноат (31,93 %), октилацетат (26,52 %) и Z-азарон (13,13 %) [2].

Хромато-масс-спектрометрический анализ компонентного состава отдельных фракций эфирного масла плодов исследуемых растений показал, что состав масла с течением времени в процессе отгонки изменяется, причем один из компонентов максимально накапливается в одной из фракций. На рисунке 1 приведено содержание основных компонентов масла в зависимости от продолжительности выделения (приведены данные для компонентов, встречающихся в маслах плодов обоих растений согласно [2]).

При отгонке эфирного масла плодов P. silvestris основное количество октилацетата (50,8 %) сосредоточено в 1-й фракции при общем содержании его в масле 26,5 %. Аналогичным образом идет распределение октилацетата по фракциям в эфирном масле плодов Н. dissectum – в 1-й фракции его содержание максимально (64,7 %). Октилбутаноат в масле Н. dissectum содержится только в 1-й и 2-й фракциях, а в масле P. silvestris его содержание увеличивается в процессе выделения и в последней фракции составляет 43,7 %. Присутствие октаналя установлено только в первых трех фракциях масла. В эфирном масле плодов Н. dissectum содержится больше бензилового спирта, а в масле P. silvestris – октилгексаноата и Z-азарона [2].

октилацетат

октилбутаноат

октаналь

бензиловый спирт

октилгексаноат

Z-азарон

Рис. 1. Изменение содержания основных компонентов эфирного масла в зависимости от продолжительности выделения. Эфирные масла и их фракции: I – P. silvestris; II – Н. dissectum; 1 – 1-я фракция масла; 2 – 2-я фракция; 3 – 3-я фракция; 4 – 4-я фракция; 5 – 5-я фракция;

6 – цельное масло

Антиоксидантная активность эфирных масел сложным образом связана с их составом, а также с концентрацией и соотношением наиболее активных компонентов [3]. Учитывая то, что состав отдельных фракций масла различен, можно ожидать, что антиоксидантные свойства этих фракций будут также различаться.

D о.з -1

0,7 -

0,6 -

°-5 ' I I L

0,4

0,3

0,2

0,1

1       2       3      4      5

Результаты исследования процесса аутоокисления адреналина показали, что при переходе от 1-й фракции к 5-й происходит уменьшение оптической плотности промежуточного продукта аутоокисления адреналина (адреналинхи-нона), имеющего характерную полосу поглощения при 347 нм (рис. 2).

• ■    H.dissectum

• ■    P .Silvestris

6    7

Рис. 2. Изменение оптической плотности (D) адреналинхинона в присутствии эфирных масел. Образцы: 1 – адреналинхинон; 2–6 – фракции масла (с 1-й по 5-ю), 7 – цельное эфирное масло

На основании данных по изменению оптической плотности для исследуемых образцов была рассчитана АОА (табл.), анализ величин которой показывает, что эфирные масла плодов Н. dissectum и P. silvestris, полученные методом исчерпывающей гидропародистилляции, не обладают АОА (АОА ≤ 10 %), в отличие от их отдельных фракций, АОА которых возрастает при переходе от 1-й фракции к 5-й.

Оценка антиоксидантной активности образцов эфирных масел

Эфирноe масло	Антиоксидантная активность, %
	Цельное* масло	Фр. 1	Фр. 2	Фр. 3	Фр. 4	Фр. 5
Н. dissectum	8,9	13,7	24,0	25,7	36,0	62,3
P. silvestris	10,0	12,4	22,5	30,1	47,0	55,3

*Цельное масло – масло, полученное методом исчерпывающей гидропародистилляции, без разделения на фракции.

Из данных, представленных в таблице, можно предположить, что разница в величинах АОА связана с количеством основных компонентов (октилацетата и октилбутаноата), содержание которых в масле плодов Н. dissectum и P. silvestris в 5–10 раз превышает содержание других компонентов, причем известно [4], что октилацетат обладает низкой АОА.

Так, в 1-й фракции масла плодов Н. dissectum при содержание октилацетата 64,7 % величина АОА составила 13,7 %. АОА 5-й фрак- ции – 62,3 %, а количество октилацетата – 25,8 %, т. е. в 2,5 раза меньше. Эфирное масло плодов P. silvestris 1-й фракции обладает слабой АОА (12,4 %) при содержании октилацетата 50,8 %, 5-я фракция масла проявляет более сильные антиоксидантные свойства (23,0 % октилацетата). Важно отметить тот факт, что цельное масло P. silvestris не проявляет АОА, хотя содержит почти такое же количество октилацетата, как и 5-я фракция масла (26,5 и 23,0 % соответственно) с АОА 55,3 %. Возможно, здесь сыграло роль накопление октилбутаноата, именно в 5-й  6.

фракции этого масла его количество максимально (43,7 %). Кроме того, в этой фракции масла появляются компоненты, не встречаю- 7. щиеся в первых четырех фракциях: эпи -шиобунон, шиобунон, изо-шиобунон, β-сесквифелландрен и α-калакорен, антиоксидантные свойства которых, также как и подобные свойства октилбутаноата и многих других 8. компонентов эфирных масел, еще не изучены.

Отмечено, что эфирные масла плодов Н. dissectum и P. silvestris , растений одного семейства, проявляют одинаковую тенденцию к возрастанию АОА при переходе от первой фракции масла к последней.

Выводы. Таким образом, в рамках извест-  1.

ной методики [7], разработанной для водных экстрактов растительного сырья, впервые проведена оценка АОА эфирных масел. Установлено, что отдельные фракции эфирного масла вислоплодников борщевика рассеченного и пастернака лесного, имея разный компонентный состав, проявляют антиоксидантную активность, 2. превышающую в некоторых случаях АОА цельного масла.