Механохимическая обработка растительного сырья побегов пятилистника кустарникового

Недостаток в пище современного человека растительных компонентов, содержащих природные антиоксиданты, антиаллергены, антимутагены, антиканцерогены, послужил причиной повышения интереса к поиску профилактических и лечебных средств природного происхождения. Одной из важнейших задач фармацевтической науки на современном этапе является разработка новых эффективных лекарственных препаратов растительного происхождения, обладающих общеукрепляющим, адаптогенным, тонизирующим и иммуномодулирующим действием, способных нормализовать функционирование систем организма. Преимущества применения фитосредств очевидны и обусловлены тем, что они оказывают комплексное и мягкое воздействие на системы организма без побочных последствий. Вместе с этим встает проблема эффективного использования исходного сырья. Разработка эффективных способов получения средств решается за счет интенсификации технологических процессов.

Для интенсификации процессов гомогенизации, растворения труднорастворимых веществ, ускорения стадии экстрагирования биологически активных соединений успешно применяются пульсационные методы обработки растительного сырья, экстракция сжиженными газами, а также ультразвуковое воздействие при экстракции сырья [1].

Биологически активные вещества растений, обусловливающие их свойства, связаны в комплексы различными связями физической, хими- ческой природы и по существующим технологиям лишь частично могут находиться в био-доступной форме. Основная часть биологически активных веществ растения находится в клетках. Для максимально эффективной экстракции веществ клетки должны быть разрушены. В настоящее время ведется поиск методов повышения выхода БАВ из растительного сырья. В этом плане представляет интерес механохимическая обработка растительного материала. Применение механохимических методов позволяет разработать технологии нового уровня, обеспечить экологически чистые и малоотходные процессы, а также позволяет максимально выделить БАВ растений на последующей стадии экстрагирования растворителями. Кроме этого, комплексы веществ, извлеченных из растений, могут быть механохимически преобразованы в биологически активные лекарственные средства, что может увеличить их эффективность [2, 6].

Механический размол используется не только для измельчения исходного материала, но и для его аморфизации. При механохимическом воздействии происходят многочисленные изменения в органических веществах (разрыв и формирование внутримолекулярных ковалентных связей, процессы с образованием более слабых межмолекулярных связей). Вместе с этим изменяются физические свойства веществ (растворимость, активность, внешний вид). Ударно-истирающее воздействие сопровождается измельчением и разупорядочением структуры обрабатываемого материала, что значительно облегчает выделение БАВ. Известно, что после механохимической активации лекарственных средств изменяются сила и диапазон их фармакологической активности [5].

Объектом наших исследований служат побеги пятилистника кустарникового. Растение является источником ценных биологически активных веществ: полифенолы, флавоноиды, фе-нолокислоты. Высокое содержание комплекса БАВ обуславливает фармакологическое действие растительного сырья [3, 4].

Целью настоящей работы является исследование влияния механохимической активации растительного сырья побегов пятилистника кустарникового на выход отдельных биологически активных веществ.

Научная новизна представленной работы заключается в изучении влияния механохимиче-ской активации сырья на качественный и количественный выход БАВ растения.

Материалы и методы исследований

Объектами наших исследований служат побеги пятилистника кустарникового, произрастающие на территории Республики Бурятия. Заготовка сырья осуществлялась в период с мая по сентябрь. Для измельчения сырья использовались зернодробилка лабораторная, роторная мельница РМ25 (размер частиц 1-3 мм, частота вращения 3000 об/мин). Механохимичекую активацию сырья проводят в центробежной травяной мельнице ТМ3 (разработка Института химии твердого тела и механохимии СО РАН, г. Новосибирск). Степень измельчения сырья 5-80 мкм. Процесс механохимической активации можно представить как сочетание ударной и сдвиговой деформации на контактах между воздействующими телами и частицами твердого вещества. Измельчение сырья происходит за счет истирания и за счет сдвиговой и ударной составляющих деформации.

Содержание экстрактивных веществ, влажности, дубильных веществ, флавоноидов и сапонинов определяли фармакопейными методами.

Количественное содержание трех флавоноидов – рутина, кверцетина, лютеолин-7-гликозида – определяли методом ВЭЖХ-МС.

Методика. Спиртовый экстракт из исходного сырья готовили в одинаковых условиях. Элюирование проводили в градиентном режиме, состав стартового буфера (А) – водный раствор муравьиной кислоты (0,1%), элюирующего буфера (Б) – 100% ацетонитрил. С 1-й мин (10%(А):90%(Б)), с 5-й мин (10%(А):90%(Б)), с 15-й мин (90%(А):10%(Б)), с 20-й мин (90%(А):10%(Б)), с 25-й мин (10%(А):90%(Б)), с 30-й мин (10%(А):90%(Б)). Объемная скорость потока элюента – 1,0 мл/мин, объем вводимой пробы – 10 мкл, время элюирования – 30 минут. Анализ проводился в режиме регистрации отрицательных ионов, по полному ионному току TIC, по массовым зарядам характеристических (МS) и дочерних (МS2) отрицательных ионов. Режим UltraScan 50-1300 m/z, AutoMS. Количественный и качественный анализ проводили по извлеченным хроматограммам, с использованием рабочих стандартных образцов флавоноидов – кверцетина, лютеолина, хризоэриола и рутина

Содержание жирных кислот в образцах пя-тилистника кустарникового определяли модифицируемым методом Блайя и Дайэра ГХ-МС.

Анализ метиловых эфиров проводили методом газо-хромато-масс-спектрометрии на газовом хроматографе Hewlett-Packard 6890 с квадрупольным масс-спектрометрическим детектором HP 5973N. Использовали 30-метровую кварцевую колонку DB-Wax (неполярная фаза – полиэтиленгликоль) с внутренним диаметром 0,25 мм. Толщина пленки неподвижной фазы составляет 0,25 мкм.

В качестве подвижной фазы использовали гелий марки «А». Качественный анализ основан на сравнении времен удерживания полных масс-спектров библиотеки NIST08 и соответствующих чистых компонентов стандартной смеси FAME (CP Mix, Supelco, Bellefonte, PA, USA).

Полученные результаты

Числовые показатели сырья, измельченного двумя способами, представлены в таблице 1.

Содержание экстрактивных веществ, влажности, дубильных веществ, флавоноидов и сапонинов находится в близких значениях.

Таблица 1

№ п/п	Объект исследования -побеги пятилистника кустарникового	Влажность, %	Экстрактивные вещества, %	Содержание дубильных веществ, %		Содержание флавоноидов, %	Содержание сапонинов, %
				Перман-гонато-метр. титрование	Трило-нометр. титрование
1	обычное измельчение (1-3 мм)	6,84%	24,49%	9,37%	15,39%	1,86%	0,29%
2	механохимическое измельчение	6,58%	26,58%	10,06%	17,40%	2,82%	0,32%

Примечание: все значения средние из трех.

Числовые показатели сырья – побегов пятилистника кустарникового

Количественное содержание отдельных флавоноидов – кверцетина, рутина, лютеолин – 7-гликозида – представлено в таблице 2.

Количественное определение некоторых флавоноидов в побегах пятилистника кустарникового методом ВЭЖХ

Таблица 2

Побеги пятилистника кустарникового	Содержание в (%,) в пересчете на 100 г воздушно-сухого сырья
	кверцетин	лютеолин-7-глюкозид	рутин
обычное измельчение	0,05	0,002	0,01
механохимическое измельче ние	0,10	0,020	0,01

Содержание рутина в представленных образцах не отличается, содержание лютеолин-7-гликозида в образце, измельченном на центробежной травяной мельнице, в 10 раз превышает содержания в образце, измельченном на мель- нице РМ-25, а содержание кверцетина – в 2 раза.

Количественное содержание жирных кислот в образцах представлено в таблице 3.

Таблица 3

Компонент	время удерживания	Содержание в % жирнокислотной фракции
		измельч. механохимически	измельч. на обычной мельнице
додекановая кислота, метиловый эфир	8,11	0,86*	0,56
метилтетрадеканат	10,09	1,8*	1,19
пентадекановая кислота, метиловый эфир	11,41	0,55*	0,21
нонандиоиковая кислота, диметиловый эфир	11,71	1,2	0,48
метилпальмитат	12,97	20,29*	9,5
н -трикозан	14,43		0,73**
гептадекановая кислота, метиловый эфир	14,74		0,38**
октадекановая кислота, метиловый эфир	16,73	6,26*	3,14
9-октадекановая кислота, метиловый эфир	17,12	5,84***

метиллинолеат	18,07	13,09*	8,77
9,12,15 – октадекатриеновая кислота, метиловый эфир	19,46	17,05*	11,29
октадеканол-1	20,08		0,93**
эйкозеновая кислота, метиловый эфир	21,06	6,35	5,44
триаконтан	22,69		1,26**
докозановая кислота, метиловый эфир	25,62		3,6**
Метил-20-генейкозанат	25,59	4,74***
н -генейкозан	27,06	2,94	2,43
эйкозан-1	29,21	13,44*	6,81
β-амирин	30,1		8,54**
н -тетракозан	32,02		9,07**
β -ситостерол	32,7		18,88**
Сумма		94,41	93,68

Жирнокислотный состав сырья побегов пятилистника кустарникового

Установлено, что количественное содержание некоторых веществ в извлечениях побегов пятилистника кустарникового, измельченных механохимически, выше (*), некоторые вещества не обнаруживаются после измельчения на механохимической мельнице (**), некоторые вещества обнаруживаются после измельчения на механохимической мельнице (***), общее количество обнаруженных жирных кислот находится в близких количествах.

Заключение

Предварительные исследования показали неоднозначные результаты. Установлено, что измельчение растительного сырья побегов пя-тилистника кустарникового «обычным» способом (1-3 мм) и механоактивированным способом не влияет на общее количественное содержание групп биологически активных веществ растения (флавоноидов, дубильных веществ, сапонинов, жирных кислот). Соотношение компонентного состава в группах БАВ изменяется. Содержание отдельных веществ увеличивается, других – уменьшается или не обнаруживается после механоактивации, что объясняется межмолекулярным взаимодействием биологически активных веществ. Есть необходимость про- должить исследования и накапливать экспериментальный материал.