ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В ПРЕПАРАТЕ ИЗ ЭХИНАЦЕИ ПУРПУРНОЙ А.В. Брыкалов, Е.М. Головкина, Е.В. Белик, Ф.А. Бостанова Ставропольский государственный аграрный университет, пер. Зоотехнический, 12, Ставрополь

Исследован химический состав биопрепарата растительного происхождения из эхинацеи пурпурной, определено количественное содержание в препарате флавоноидов, дубильных веществ, антоцианов, гидроксикоричных кислот, микроэлементов. Проведен анализ взаимосвязи структура – активность производных коричной кислоты на основе квантовохимических исследований.

Введение. Направления современного развития биоорганической химии и нанобиотехнологии предусматривают разработку технологий получения из природных объектов биологически активных соединений фенольной природы, к которым относятся флавоноиды, фенольные (коричная и гидроксикоричная) кислоты, антоцианы, кумарины, дубильные вещества – представляющие собой гетерогенную группу полифенольных соединений, обладающих дубящими свойствами и подразделяющихся на гидролизуемые дубильные вещества и негидролизуемые. Данные биологически активные соединения являются перспективными компонентами для пищевой, фармацевтической и косметической промышленности.

На основе гидроксикоричных кислот разработана технология получения препарата «Циркон», который является ростостимулятором растений, иммуномодулятором, корнеобразователем, активатором, обладающим функциональным и антистрессовым действием. Данный препарат изготавливается из лекарственного растения эхинацеи пурпурной и представляет собой раствор гидроксикоричных кислот в этаноле с концентрацией 0,01% [1].

Эхинацея пурпурная является источником целого ряда биологически активных веществ, все органы растения содержат эфирные масла, полисахариды, органические кислоты, витамины А и С, дубильные вещества, флавоноиды. Основными действующими веществами, обладающими иммуностимулирующей активностью, являются гидроксикоричные кислоты [2].

Цель исследований – изучение химического состава препарата, полученного из эхинацеи пурпурной.

Экспериментальная часть. В качестве растительного сырья использована надземная часть эхинацеи пурпурной, интродуцированной в Ставропольском крае на территории опытного поля Ставропольского НИИ сельского хозяйства.

В растительном сырье и полученных препаратах из эхинацеи пурпурной количественно определено содержание биологически активных веществ – флавоноидов, дубильных веществ, гидроксикоричных кислот, антоцианов.
Определение флавоноидов проводилось спектрофотометрическим методом на приборе спектрофотометр ЮНИКО 1200/1201 с измерением оптической плотности растворов при длине волны 415 нм [3].

Количественное содержание дубильных веществ в изучаемых объектах определялось перманганатометрическим методом [4].

Определение антоцианов осуществлялось спектрофотометрическим методом при длине волны 510 нм [5].
Содержание гидроксикоричных кислот в сырье и препаратах было определено спектрофотометрическим методом с регистрацией оптической плотности растворов при длине волны 320 нм [6].
Микроэлементный анализ растительного сырья проводился методом атомно-абсорбционной спектрометрии на приборе КВАНТ-АФА.

Результаты и их обсуждение. Исследован химический состав препарата из эхинацеи пурпурной, полученного по разработанной экологически безопасной технологии, включающей 9 стадий. Стадии 1–3 представляют подготовку растительного сырья, заключающуюся в оценке по количеству и качеству, мойку и высушивание. Стадия 4 – измельчение сырья; стадия 5 – получение экстракта. Стадии 6–7 направлены на сохранение активных свойств препарата и освобождение от балластных веществ. Стадии 8 и 9 обеспечивают получение стерильного и расфасованного препарата.
Эффективность разработанной технологии определяется содержанием и последовательностью стадий технологии, оптимальными условиями стадии экстракции биологически активных веществ из растительного сырья, условиями адсорбционной очистки от балластных примесей [7].

На основании экспериментальных исследований установлено, что препараты по химическому составу содержат комплекс биологически активных веществ, разнообразный микроэлементный состав, в котором преобладают такие химические элементы, как магний, цинк, марганец, роль которых чрезвычайно важна для роста растений.

Исследовано содержание биологически активных веществ в препаратах из эхинацеи пурпурной методом тонкослойной хроматографии на пластинах «Silufol UV-254» в системе растворителей бутанол-1 – муравьиная кислота – вода (18 : 2 : 9). По результатам хроматографических исследований идентифицированы в препарате из эхинацеи пурпурной гидроксикоричная кислота, янтарная и яблочная кислоты.

Проведен анализ взаимосвязи структура – активность производных коричной кислоты, базирующийся на квантово-химических и топологических дескрипторах. Для указанного анализа применялись полуэмпирические квантово-химические методы (РМ3, САМ1), метод потенциальных функций, кластерный анализ, множественная регрессия, расчет топологических дескрипторов программой Dragon. На рисунках 1, 2 представлены структуры коричной и п-гидроксикоричной кислоты по методу расчета – РМ3 [8].

Использование многомерного статистического анализа позволило выделить дескрипторы пространственной структуры, имеющие максимальный статистический вес. При анализе локализации низшей вакантной молекулярной орбитали найдено, что центр электронной акцепции находится на α-углеродном атоме непредельного фрагмента, а заместители в ароматическом ядре влияют на ее абсолютную величину. Полученные данные
необходимы для сопоставления с биологической ростостимулирующей активностью п-гидроксикоричной кислоты, выделенной из растительного объекта или полученной направленным синтезом.

Химический состав препаратов из эхинацеи пурпурной
Наименование Количественное содержание
Гидроксикоричные кислоты, % 0,12–0,16±0,01
Дубильные вещества, мг/мл 2,9–4,0±0,22
Флавоноиды, % 2,7±0,23
Антоцианы, % 0,3–0,8±0,015
Микроэлементы, г/л
медь 35·10–6
цинк 115·10–6
никель 16·10–6
марганец 60·10–6
магний 450·10–3
молибден 2,3·10–6
кобальт 1,0·10–6

Выводы
Разработана технология получения биопрепарата растительного происхождения из эхинацеи пурпурной.
В препарате определено содержание гидроксикоричных кислот – 0,12–0,15%, дубильных веществ – 2,94,0 мг/мл, флавоноидов – 2,5–2,7%, антоцианов – 0,3–0,8%. Установлено содержание микроэлементов: магний – 450·10–3 г/л, цинк – 115·10–6 г/л, марганец – 60·10–6 г/л, медь – 35·10–6 г/л, никель – 16·10–6 г/л, молибден 2,3·10–6 г/л, кобальт – 1,0·10–6 г/л.

Список литературы
1. Малеванная Н.Н. Препарат «Циркон» – иммуномодулятор нового типа // Биотехнология: состояние и перспективы развития. М., 2005. С. 273–274.
2. Самородов В.Н., Поспелов С.В., Моисеева Г.Ф., Середа А.В. Фитохимический состав представителей рода эхинацея и его фармакологические свойства // Химико-фармацевтический журнал. 1996. Т. 30. №4. С. 32–37.
3. Государственная фармакопея СССР: вып. 2. Общие методы анализа. М., 11-е изд. 1990. С. 323–325.
4. Государственная фармакопея СССР: вып. 1. Общие методы анализа. М., 11-е изд. 1987. С. 286–287.
5. Государственная фармакопея СССР: вып. 2. Общие методы анализа. М., 11-е изд. 1990. С. 238–239.
6. ВФC 42-2371-94. Трава эхинацеи пурпурной. 6 с.
7. Брыкалов А.В., Мазницына Л.В. Биологически активные препараты растительного происхождения для применения в садоводстве и виноградарстве // Проблемы НИР и развития субтропического и южного садоводства в 2001–2005 гг. Сочи, 2001. С. 195–197.
8. Садовой, В.В. Совершенствование технологических процессов и оптимизации рецептурных композиций в пищевой промышленности. Ставрополь, 2004. С. 65–67.