ВОЗМОЖНОСТИ РЕГУЛИРОВАНИЯ АНТИОКСИДАНТНОЙ АКТИВНОСТИ ЭКСТРАКТОВ ЛЕКАРСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ

PDF

DOI: https://doi.org/10.14529/hsm170409

Аннотация

Цель работы. Целью настоящей работы является оценка эффективности извлечения биологически активных веществ антиоксидантного действия из растительного сырья на основе применения различных методов экстракции. Материалы и методы. Проведены химические исследования экстрактов биологически активных веществ из Lonicera caerulea L. и Urtica folia L. По их миграционным параметрам на основе разделения фракций (плоды жимолости) и изменения условий экстрагирования (высушенные листья крапивы). Для сохранения биологически активных веществ жимолостных фракций применялась лиофилизация сырья (использовался аппарат «Иней-6», сушка протекала при следующих условиях: температура –50 ± 5 °С, давление не более 6 Па). Эксперимент включал широкий спектр химических параметров ? антиоксидантная активность (АОА), массовая доля экстрактивных веществ, фенольных соединений, антоцианов и витаминов. Использовался метод ВЭЖХ с применением Shimadzu LC-20AD. Детектор: SPD-M20A. Для определения биологически активных веществ была использована диодная матрица. Результаты и обсуждение. В статье исследовано влияние различных подходов к извлечению биоактивных соединений из Lonicera caerulea L. и Urtica folia L. Применение ультразвука (УЗ) с частотой 22 ± 0,6 кГц повышает эффективность процесса экстракции, что позволяет вести экстракцию при низкой температуре (60 ± 2 °С) без использования химических реагентов. В статье представлены результаты экстракции водным и водно-спиртовым растворами из различных фракций плодов жимолости и высушенных листьев крапивы. Также представлены результаты анализа антиоксидантной активности данных экстрактов. Наибольшей антиоксидантной активностью отличались водный экстракт Urtica folia L., полученный с применением УЗ мощностью 120 Вт (2,4043 ± 0,084 мг/мл), и водно-спиртовой экстракт Urtica folia L. без УЗ (2,5209 ± 0,032 мг/мл). Определены технологические параметры получения сухого экстракта Lonicera caerulea L. с помощью ультразвука и сублимационной сушки с максимальным сохранением биологически активных компонентов сырья (до 92–85 %). Вывод. Результаты эксперимента показали, что ультразвуковая экстракция улучшает кинетику экстракции и выход биоактивных соединений из субстрата. Технология экстракции исключает этап инфузии, что снижает энергоемкость процесса.

Литература

1. Afanas'ev, I.B. Chelating and free scavenging mechanisms of inhibitory action of rutin and quercetin in lipid peroxidation / I.B. Afanas'ev, A.I. Dorozhko, A.V. Brodskii, V.A. Kostyuk // ZBiochem. Pharmacol. – 1989. – Vol. 38. – P. 1763–1769.
2. Amarowicz, R. Antioxidative and radical scavenging effects of phenolics from Vicia sativum / R. Amarowicz, A. Troszynska, R.B. Pegg // Fitoterapia. – 2008. – Vol. 79. – P. 121–122.
3. Andriy, G. Development and validation of a RP-HPLC method for the simultaneous estimation of luteolin and apigenin in herb of Achillea millefolium / G.Andriy // Pharma Innovation. – 2013. – No. 2. – P. 7–14.
4. Ashokkumar, M. Hot topic: Sonication increases the heat stability of whey proteins / M. Ashokkumar, J. Lee, B. Zisu, R. Bhaskarcharya // Journal of Dairy Science. – 2009. – No. 92. – P. 5353–5356.
5. Борисова, М.С. Лечение клюквой, брусникой, черникой / М.С. Борисова СПб.: Изд-во «Литера», 2003. – 58 с.
6. Brown, J.E. Structural dependence of flavonoid interactions with Cu2+ ions: implications for their antioxidant properties / J.E. Brown, H. Khodr, R.C. Hider, C.A. Rice-Evans // Biochem. – 1998. – Vol. 330. – P. 1173–1178.
7. Dadali, V.A. Biologically active substances of medicinal plants as a factor of detoxification / V.A. Dadali, V.G. Makarov // The supply issues, 2003, No. 5. – P. 49–55.
8. Elim, H.-J. Evaluation of antioxidant activity of vetiver (Vetiveria zizanioides L.) oil and identification of its antioxidant constituents / H.-J. Elim, F. Chen, X. Wang, H.Y. Chung, Z. Jin // J. Agric. Food Chemistry. – 2005. – Vol. 53. – P. 7691–7695.
9. Fatkullin, R. Application of ultrasonic waves for the improvement of particle dispersion in drinks / R. Fatkullin, N. Popova, I. Kalinina, V. Botvinnikova // Agronomy Research. – 2017. – No. 15. – P. 1295–1303.
10. Головина, Е.Ю. Содержание антиоксидантов в листьях некоторых растений семейства бобовые г. Калининграда / Е.Ю. Головина, Т.А. Брахнова // Тезисы докладов VIII международной конференции «Биоантиоксидант». Москва, 4–6 окт. 2010 г. – М.: РУДН, 2010. – 558 с.
11. Голуб, О.В. Формирование качественных характеристик сброженного напитка на основе меда растительного сырья / О.В. Голуб, Г.П. Чекрыга, О.К. Мотовилов // Пиво и напитки. – 2015. – № 5. – С. 26–30.
12. Материалы 6-й Международной конференции «Фитотерапия, биологически активные вещества естественного происхождения в современной медицине». – Черноголовка, 2006. – С. 260–268.
13. Katalinic, V. Screening of 70 medicinal plant extracts for antioxidant capacity and total phenols / V. Katalinic, M. Milos, T. Kulisic, M. Jukic // Food Chemistry. – 2006. – Vol. 94. – P. 550–557.
14. Киселева, Т.Ф. Выявление предпосылок комплексной переработки плодово-ягодного сырья сибирского региона / Т.Ф. Киселева, И.С. Зайцева, Д.Б. Пеков, Н.В. Бабий // Техника и технология пищевых производств. – 2009. – № 3. – С. 7–11.
15. Корулькин, Д.Ю. Природные флавоноиды / Д.Ю. Корулькин, Ж.А. Абилов, Р.А. Музычкина, Г.А. Толстиков. – Новосибирск: Тео, 2007. – 232 с.
16. Krasulya, O. Applications of sonochemistry in Russian food processing industry / O. Krasulya, S. Shestakov, V. Bogush, I. Potoroko // Ultrasonics Sonochemistry. – 2014. – No. 21. – P. 2112–2116.
17. Masaki, H. Active-oxygen scavenging activity of plant extracts / H. Masaki, S. Sakaki, T. Atsumi, H. Sakurai // Biol. Pharm. Bul. – 1995. – Vol. 18. – P. 162–166.
18. Melidou, M. Protection against nuclear DNA damage offered by flavonoids in cells exposed to hydrogen peroxide: the role of iron chelation / M. Melidou, K. Riganakos, D. Galaris // Free Radic. Biol. Med. – 2005. – Vol. 39. – P. 1591–1600.
19. Naumenko, N.V. Sonochemistry effects influence on the adjustments of raw materials and finished goods properties in food production / N.V. Naumenko, I.V. Kalinina // Materials Science Forum. – 2016. – Vol. 870. – P. 691–696.
20. Okubo, T.N. In vivo effects of tea polyphenol intake on human intestinal microflora and metabolism / T.N. Okubo, N. Ishinara, A. Oura, M. Serit // Biosci. Biotechnol. Biochem. – 1992. – Vol. 56. – P. 588–591.
21. Pietta, P.-G. Flavonoids as antioxidants / P.-G. Pietta // J. Nat. Prod. – 2000. – Vol. 63. – P. 1035–1042.
22. Потороко, И.Ю. Практические аспекты использования ресурсоэффективных технологий в пищевых производствах как фактора качества готовой продукции / И.Ю. Потороко, Ю.И. Кретова, И.В. Калинина // Товаровед продовольственных товаров. – 2014. – № 10. – С. 8–13.
23. Rice-Evans, C.A. Structure antioxidant activity relationships of flavonoids and phenolic acids / C.A. Rice-Evans, N.M. Miller, G. Paganda // Free Radic. Biol. Med. – 1996. – Vol. 20. – P. 933–956.
24. Rice-Evans, C.A. The relative antioxidant activities of plant-derived polyphenolic flavonoids / C.A. Rice-Evans, N.J. Miller, P.G. Bolwell, P.M. Bramley // Free Radic. Res. – 1995. – Vol. 22. – P. 375–383.
25. Shanmuga, S.R. Validation of RP-HPLC Method for Simultaneous Determination of Apigenin and Luteolin in Ethanol Extract of Clerodendrum serratum (Linn.) Leaves / Shanmuga Sundaram Rajagopal, Babitha K Vazhayil, Liz Varghese, Mahadevan Nanjaian Development // Asian Journal of Applied Sciences. – 2017. – No. 05 (01). – P. 52–60.
26. Шатилов, А.В. Роль антиоксидантов в организме в норме и при патологии / А.В. Шатилов, О.Г. Богданова, А.В. Коробов // Ветеринарная патология. – 2007. – № 2. – С. 207–211.
27. Щербаков, Д.Л. Особенности влияния адреналина на перекисное окисление липидов в миелокариоцитах зрелых и старых крыс in vitro / Д.Л. Щербаков, В.В. Емельянов, В.Н. Мещанинов // Вестник Урал. мед. академ. науки. – 2013. – № 4 (46). – С. 102–105.
28. Щербаков, Д.Л. Антиоксидантное действие триптофана и никотиновой кислоты в головном мозгу крыс разного возраста при иммобилизационном стресс-воздействии / Д.Л. Щербаков, В.В. Емельянов, В.Н. Мещанинов // Успехи геронтологии. – 2014. – Т. 27. – № 4. – С. 730–736.
29. Shestakov, S. A New Look at Cavitation and the Applications of Its Liquid-Phase Effects in the Processing of Food and Fuel / S.Shestakov // Applied Physics Research. – 2012. – Vol. 4. – P. 19–29.
30. Shestakov, S. Mathematical Model of the Spatial Distributing of Density of Erosive Power of Multibubble Cavitation / S. Shestakov, V. Babak // Applied Physics Research. – 2012. – No. 4. – P. 64–77.
31. Silva, M.M. Structure-antioxidant activity relationships of flavonoids: a reexamination / M.M. Silva, M.R. Santos, G. Caroco, R. Rocha// Free Radic. Res. – 2002. – Vol. 36 – P. 1219–1227.
32. Skerget, M. Solubility of ?-carotene and oleic acid in supercritical carbon dioxide and data correlation by a density based model / M. Skerget, Z. Knez, M. Habulin // Fluid Phase Equil. – 1995. – No. 109. – P. 131–138.
33. Spencer, J.P.E. The small intestine can both absorb and glucuronidate luminal flavonoids / J.P.E. Spencer, G. Chowrimootoo, R. Choudhury, E.S. Debnam // FEBS Lett. – 1999. – Vol. 458. – P. 224–230.
34. Spencer, J.P.E. Cellular uptake and metabolism of flavonoids and their metabolites: implications for their bioactivity / J.P.E. Spencer, M.M.A.E. Mohsen, C. Rice-Evans // Arch. Biochem. Biophys. – 2004. – Vol. 423. – P. 148–161.
35. Tian-yang WangBioactive flavonoids in medicinal plants: Structure, activity and biological fate / Tian-yang Wang, Li. Qing, Bi. Kai-shun // Asian Journal of Pharmaceutical Sciences. Available online 15 August 2017.
36. Усов, А.И. Полисахариды водорослей / А.И. Усов, Г.П. Смирнова, Н.Г. Клочкова // Биоорган. химия. – 2001. – Т. 27. – № 6. – С. 444–448.
37. Vitaly Roginsky. Chain-breaking antioxidant activity of natural polyphenols as determined during the chain oxidation of methyl linoleate in Triton X-100 micelles / Vitaly Roginsky // Archives of Biochemistry and Biophysics. – 2003. – No. 15. – P. 261–270.
38. Vostаlovа, J. Lonicera caerulea fruits reduce UVA-induced damage in hairless mice / J. Vostаlovа, A. Galandаkovа, I. Palikova, J. Ulrichova // Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology. – 2013. – No. 5. – P. 1–11.
39. Wu L.-C. Antioxidant and antiproliferative activities of red pitaya / Wu L.-C., Hsu H.-W., Chen Y.-C., Chin C.-C., Lin Y.-I., Ho J.A. // Food Chem. – 2006. – Vol. 95. – P. 319–327.
40. Wu, Jia-Jiuan Wang Extraction of antioxidative compounds from wine lees using supercritical fluids and associated anti-tyrosinase activity / Wu, Jia-Jiuan, Jung-Chuan Lin, Chih-Hung // JSF. – 2009. – No. 50. – P. 33–41.
41. Xiao, Q.C. RP-HPLC-DAD determination of flavonoids: separation of quercetin, apigenin and luteolin in Marchantia convolute / Q.C.Xiao, B.X. Jian // Iranian Journal of Pharmaceutical Research. – 2009. – No. 54. – P.175–181.
42. Заворохина, Н.В. Моделирование напитков социальной направленности с учетом специфики региона / Н.В. Заворохина // Пиво и напитки. – 2013. – № 6. – С. 8–12.
43. Заворохина, Н.В. Растительное сырье уральского региона для производства безалкогольных напитков / Н.В. Заворохина, М.П. Соловьева, О.В. Чугунова, Е.В. Пастушкова, В.В. Фозилова // Пиво и напитки. – 2013. – № 4. – С. 28–31.
44. Zheng, M. DNA microarray-mediated transcriptional profiling of the Escherichia coli response to hydrogen peroxide / M. Zheng, X. Wang, L.J. Templeton, D.R. Smulski // Journal of Bacteriology. – 2001. – Vol. 183. – P. 4562–4570.