Антиоксидантные свойства эфирных масел цветковых растений

Эфирные масла представляют собой уникальные в химическом отношении смеси органических веществ, которые придают растениям приятный запах. В состав эфирных масел входят спирты, сложные эфиры, кетоны, лактоны, ароматические компоненты и т. д., однако преобладающими являются терпеноидные соединения из подкласса монотерпеноидов («ароматические терпеноиды», фе-нилпропаноиды и т. д.) [Барабой 1976; Сало 1975; Теслов 1995].

В настоящее время эфирные масла широко используются в качестве ароматизаторов пищевой и косметической продукции. Сложный химический состав этих веществ позволяет не только придавать продуктам приятный запах, но и проявлять антиоксидантные или прооксидантные свойства. В .литературе практически отсутствуют данные об антиоксидантном потенциале эфирных масел, поэтому оценка их инг^ирующей активности является актуальной. Это позволит наделять продукты заданными химическими свойствами. Так, антиоксиданты способны не только увеличивать срок хранения продуктов, но и корректировать свободнорадикальные (СР) процессы в организме человека.

В настоящее время особой популярностью у исследователей пользуются эфирные масла цитрусовых растений и хвойных пород деревьев. Однако применяемые в пищевой и косметической промышленности растения представлены в основном травами и цветковыми растениями. Целью работы являлась оценка антиоксидантной активности эфирных масел таких цветковых растений, как георгин Dahlia pinnate (из группы кактусовидных георгинов), тысячелистник обыкновенный Achillea millefolium L. (семейство Asteraceae) и колокольчик Campanula Latifolia L. Выбор этих растений не случаен. Георгин используется в пищевых целях с древних времен, однако данные о его химическом составе в литературе единичны. Кроме того, георгин является популярным цветковым растением среди садоводов не только Центральной территории России, но и в Сибирском и Дальневосточном регионах. Тысячелистник и колокольчик были выбраны в связи с их широкой распространенностью в Красноярском крае и высокой популярностью этих растений в фитотерапии.

Объекты и методы исследования

Объектами исследования были эфирные масла георгина, тысячелистника обыкновенного и колокольчика. Экстракция эфирных масел георгина, тысячелистника,

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта КГПУ им. В.П. Астафьева (проект № 27-06-2 (ИП)).

колокольчика проводилась диэтиловым эфиром по стандартной методике с последующим выделением его из растворителя [Горожа некая, Михалевич 1990]. Эфирные масла, приготовленные на изотоническом растворе хлорида натрия, использовались в физиологических концентрациях 0,1 %; 0,01 %; 0,001 % [Подколзин, Гуревич 2002]. Вкус, цвет и запах эфирных масел определялись органолептически.

Антиоксидантная активность эфирных масел цветковых растений изучалась методом хемилюминесцентного анализа по Tono-Oka е. а. (1983) в модификации с использованием разработанного в СКТБ «Наука» СО РАН серийного программно-аппаратурного комплекса, работающего в режиме счета фотонов и позволяющего изучать кинетику окислительных реакций, развивающихся под влиянием экзогенной стимуляции клеток крови или в ее отсутствие [Барабай 1976; Земсков и др. 1987].

В качестве источника свободных радикалов была использована модель фагоцитирующих лейкоцитов крови человека. Длительность записи кинетики ХЛ-реакции составляла 90 мин. На основе этой модели изучали антиоксидантную активность эфирных масел. Антиоксидантный потенциал эфирных масел (Э. м) изучали с помощью липосомной модели методом фотоэлектроколориметрирования (ФЭК) [Владимиров и др. 1991]. Для этого готовили липосомную суспензию смешиванием высушенного желтка одного куриного яйца с раствором хлорида натрия (0,85 %). Полученную суспензию центрифугировали 30 мин при 2000 об/мин. Образованный супернатант разбавляли раствором хлорида натрия до получения оптической плотности суспензии, равной 0,96 при длине волны 460 нм. Для изучения антиоксидантной активности создавали осмотический стресс с помощью 2 н. раствора серной кислоты. Контрольные показания получали с использованием прибора ФЭК с добавлением физраствора вместо эфирных масел. Антиоксидантная активность Э. м. оценивалась по степени замедления процесса разрушения липосомной модели при введении его в реакционную смесь. Статистически результаты обрабатывали с помощью приложений программы Statisticd 6,0 [Юнкеров, Григорьев 2002].

Результаты и их обсуждение

Эфирное масло георгина фаНИа pinnate) имеет желтый цвет, травянистосладкий запах и сладковатый привкус. В зависимости от концентрации препарат оказывал различное действие на осмотическую стойкость липосомной суспензии (рис. 1).

Так, под действием Э. м. георгина в концентрации 0,01 % происходило достоверное усиление разрушения липосом. В концентрации 0.001 % это эфирное масло обладало достоверным антиоксидантным действием, предохраняя липосомы от разрушения в ходе осмотического стресса. Эфирное масло георгина в концентрации 0,1 % не оказывало достоверного влияния на осмотическую стойкость липосом.

Такое действие Э. м. георгина можно объяснить эффектом разбавления, в результате которого возрастает степень диссоциации большинства растворимых в воде органических веществ (спиртов, органических кислот и пр.), следовательно, возрастает количество биологически активных лигандов, способных, взаимодействовать с рецепторами клеточной мембраны фагоцитов [Подколзин, Гуревич

2002]. Поэтому бимодальный эффект влияния 9. м. георгина обусловлен наличием в растворе прооксидантов при концентрации 0,01 % и антиоксидантов в концентрации 0,001 %, следовательно, его можно использовать в качестве ароматизирующего компонента с заданными химическими свойствами.

Рис. 1. Влияние Э. м. георгина различной концентрации на осмотическую стойкость суспензии липосом (п -10)

Результаты ХЛ-анализа подтвердили данные, полученные на липосомной модели (рис. 2). Под действием эфирного масла георгина в концентрации 0,1 % не происходило достоверных изменений по сравнению с контролем. В концентрации 0.01 % Э. м. георгина оказывало достоверное прооксидантное действие. Максимальной антиоксидантной активностью обладало эфирное масло георгина в концентрации 0,001 %, кроме того, в его присутствии уровень наработки СР снижался до среднестатистической нормы (*р <0,05; **р<0,01 (под контролем t-критерия Стьюдента)).

Рис. 2. Влияние Э. М. георгина различной концентрации на уровень наработки СР

Таким образом, можно заключить, что эфирное масло георгина обладает дозозависимым действием, причем в пределах физиологических концентраций наблюдаются вариации этого действия от антиоксидантного до прооксидантиого.

Эфирное масло колокольчика (Campanula Latifolia L) имеет бежевый цвет, лишенный выраженного вкуса с выраженным цветочным ароматом. В зависимости от концентрации Э. м. оказывало различное действие на осмотическую стойкость липосомной модели (рис.З).

В контроле изменение оптической плотности не наблюдалось, тогда как в присутствии эфирного масла колокольчика в концентрации 0.01 % происходило достоверное разрушение липосом в течение 5 мин. Таким образом, эфирное масло колокольчика в концентрации 0,01 % оказывало прооксидантное действие. Эфирное масло колокольчика в концентрации 0,001 % в меньшей степени, чем в концентрации 0,01 %, провоцировало разрушение липосом, однако это свидетельствует об отсутствии защитного действия Э. м. на липосомы.

О

Контроль

Колокольчик 0,1

Колокольчик 0,01

Колокольчик 0.001

о гс

о

1,2

1,1 А

1 0,9 0,8 0,7

.Е^^р

Время (мин)!

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

0,5

0,4

0,3

0,2

0,6 X -      ----------

Ё jsHM^Sag Ml^ieiae^MeMSi—ero^XH^^gm^^mrHf^^ X Т -Г X -_ _ _-X

Рис. 3. Влияние Э. м. колокольчика различной концентрации на осмотическую стойкость суспензии липосом

Эфирное масло колокольчика в максимальной концентрации 0,1 % не оказывало достоверного влияния на осмотическую стойкость липосом.

Модель фагоцитирующих клеток крови оказалась более чувствительной к воздействию эфирного масла колокольчика (рис.4).

й Норма            Гй Контроль          00,1% колокольчик

Рис. 4. Влияние Э. м. колокольчика различной концентрации на уровень наработки СР

Под действием эфирного масла колокольчика в концентрации 0.1 и 0,01 % происходило достоверное снижение пика ХЛ-реакции по сравнению с контролем. тогда как в концентрации 0.001 % достоверного действия оно не оказывало. Таким образом, Э. м. колокольчика обладает ингибирующей активностью, которая проявлялась в подавлении ХЛ в максимальной его концентрации (0,1 %). В концентрации 0,01 % эфирное масло колокольчика оказывало АО-действие, причем снижение ХЛ-реакции происходило в пределах среднестатистической нормы. Следовательно, используя эфирное масло колокольчика в максимальной и средней концентрации, можно придавать продукту антиоксидантные свойства.

Эфирное масло тысячелистника Achillea millefolium L (семейство Asteraceae^ желто-зеленого цвета с терпким вкусом. В зависимости от концентрации оно оказывало различное действие на осмотическую стойкость липосомной модели (рис. 5).

1   2 3   4   5 6   7 8   9 10 11 12

0,7 0,65 0,6

0,55 0,5

О 0,45 0,4

0,35 0,3

0,25 0,2

Рис. 5. Влияние Э. м. тысячелистника различной концентрации на осмотическую стойкость суспензии липосом

Эфирное масло тысячелистника в концентрации 0.1 % и 0,01 % не обладало достоверной антиоксидантной или прооксидантной активностью. В концентрации 0,001 % Э. м. тысячелистника оказывало ингибирующее действие, замедляя процесс разрушения .липосом.

Результаты хемилюминесцентного анализа эфирного масла тысячелистника представлены на рис. 6. Под действием Э. м. тысячелистника в концентрации 0,01 % не происходило достоверных изменений по сравнению с контролем. Эфирное масло тысячелистника в концентрации 0,001 % оказывало проокси-дантное действие, выражающееся практически в трехкратном усилении уровня генерации АФК фагоцитами. Антиоксидантной активностью обладало эфирное масло тысячелистника в концентрации 0,1 %, кроме того, в его присутствии уровень наработки СР резко снижался, что свидетельствует о большой чувствительности эфирного масла тысячелистника к условиям проведения химической реакции.

Рис. 6. Влияние Э. ли тысячелистника различной концентрации на уровень наработки СР

Эфирное масло тысячелистника характеризуется бимодальностью химического эффекта: при максимальной концентрации оно проявляет ингибирующее действие, а в минимальной — прооксидантное.

Таким образом, все исследованные эфирные масла характеризовались бимодальностью, которое проявлялось в разных концентрациях, либо в антиоксидантной, либо в прооксидантной активности. Следовательно, эфирные масла, в отличие растительных экстрактов, могут использоваться в определенной концентрации как антиоксиданты или прооксидантны, причем достигаться ожида-емьш эффект будет практически в 100 % случаев.