ПОЛУЧЕНИЕ СУХОГО ЭКСТРАКТА ИЗ КОРНЕЙ ДЕВЯСИЛА ВЫСОКОГО И ИЗУЧЕНИЕ ЕГО ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА
 С.А. Матасова, Н.А. Митина, Г.Л. Рыжова, Д.О. Жуганов, К.А. Дычко
Томский государственный университет, Томск (Россия)

Получен сухой экстракт из корней девясила высокого путём водной ультразвуковой экстракции при комнатной температуре и нагревании (40°С). Определено содержание биологически активных веществ: кумарины (ксантотоксин, изопимпениллин, изобергаптен), флавоноиды (рутин, кверцетин), инулин, пектиновые вещества, карбоновые кислоты, сапонины.

Введение
Девясил высокий, распространённый практи-
чески повсеместно [1, 2], является ценным лекар-
ственным и пищевым сырьём, однако его химиче-
ский состав изучен недостаточно. Остаётся акту-
альной также проблема переработки этого лекар-
ственного сырья с целью получения биологически
активных концентратов для профилактики и лече-
ния тех или иных заболеваний и в качестве пище-
вых добавок.
Целью настоящего исследования являлось по-
лучение сухого экстракта из корней девясила с
использованием водной ультразвуковой экстрак-
ции и изучение его химического состава на пред-
мет содержания биологически активных веществ.
Экспериментальная часть
Экстракт из корней девясила получали мето-
дом водной ультразвуковой экстракции при ком-
натной температуре и при нагревании до 40°С.
Соотношение сырье:экстрагент составляло 1:5.
Для сравнения проводили экстракцию настаива-
нием (мацерацией). Экстракцию проводили дваж-
ды, полученные экстракты объединяли, после
удаления воды определяли выход экстрактивных
веществ. При нагревании выход экстрактивных
веществ составил 27.2% через 3 ч, для ультразву-
ковой экстракции – 41.2% через 40 мин. При ком-
натной температуре – 13.5% для ультразвуковой
экстракции.
Исследование химического состава экстрак-
та. Схема разделения и входящих в состав экс-
тракта соединений основана на их физических и
химических свойствах. Для разделения фенольных
соединений и полисахаридов использовали осаж-
дение последних 80%-ным этанолом. В осадке
присутствуют инулин и пектиновые вещества [3];
кумарины, флавоноиды и кислоты остаются в рас-
творе. Пектины мешают количественному опреде-
лению инулина фенолсернокислотным методом,
поэтому инулин отделяли от пектинов осаждени-
ем его из водного раствора путём охлаждения.
Кумарины, мешающие количественному опре-
делению флавоноидов, извлекали из водно-
спиртовой фракции хлороформом. Агликоны фла-
воноидов выделяли диэтиловым эфиром, а глико-
зиды – этилацетатом.
Определение кумаринов. Определение и раз-
деление кумаринов проводили методом ТСХ на
пластинках “silufol”. В качестве подвижной фазы
использовали смеси: бензол–этилацетат (2:1), н-
гексан–толуол–этанол (5:4:1). Хроматограммы
обрабатывались 0.5%-ным спиртовым раствором
щелочи и диазотированной сульфаниловой кисло-
той. Обнаружено три вещества: ксантотоксин,
изопимпениллин, изобергаптен. Количественное
определение проводили методом абсолютной ка-
либровки. Результаты приведены в таблице.
Определение флавоноидов. Для выделения
гликозидов из водно-спиртового раствора прово-
дилась экстракция этилацетатом, для агликонов –
эфиром [4].
Качественный анализ каждой фракции прово-
дили методом бумажной хроматографии (БМ) в
системе н-бутанол–уксусная кислота–вода (4:1:5)
[5]. Определены по стандартам рутин и кверцетин.
Разделение флавоноидов в каждой фракции
проводилось методом жидкостной колоночной
хроматографии на порошкообразной целлюлозе
[6, 7]. Хроматографирование велось при комнат-
ной температуре, длина колонки – 17 см, элюент –
17%-ная уксусная кислота, скорость элюирования
– 0.8 мл/мин, отбор проб по 1 мл, детектирование
фотометрически с 1%-ным хлоридом алюминия
при 400 нм для гикозидов и 315 нм – для аглико-
нов.
Всего обнаружено два пика, отнесенные к ру-
тину и кверцетину. Количественное содержание
определялось фотометрически и составляет для
рутина 1.76±0.02%, для кверцетина –
3.0.
10-3±0.12.
10-3.
Определение полисахаридов. Суммарное со-
держание инулина в экстракте определяли грави-
метрически после осаждения из водного раствора.
Общее содержание инулина составляет 26.0±0.1%.
Фракционирование инулина проводилось на
сефадексе G-50, в качестве элюента использовали
дистиллированную воду, скорость элюирования –
0.5 мл/мин, отбор проб по 1 мл, детектирование
проводилось фотометрически фенолсернокислот-
ным методом при 490 нм [8]. Внутренний объём
определяли по яичному альбумину. Получено че-
тыре фракции инулина, молекулярная масса кото-
рых лежит в пределах 3000-42000.
Количественное определение пектинов прово-
дили объёмным Сu-пектатным методом [9]. Со-
держание пектинов составляет 1.82±0.26%. Фрак-
ционирование велось в тех же условиях, что и для
инулина. Выделено четыре фракции пектиновых
веществ с молекулярными массами, лежащими в
пределах 3000-35000.
Исследование карбоновых кислот. Опреде-
ление карбоновых кислот проводили алкалимет-
рическим титрованием с фенолфталеином в каче-
стве индикатора. Общая кислотность в пересчёте
на яблочную кислоту [10] составила 2.445±0.17%.
Качественное определение проводили с помо-
щью БХ [11]. Сравнением со стандартными веще-
ствами обнаружены янтарная и винная кислоты.
Результаты исследования химического состава
сухого водного экстракта приведены в итоговой
таблице 1.
Таблица 1. Содержание биологически активных
веществ в экстракте
Соединение Количественное со-
держание, %
Кумарины
Ксантотоксин 0.37×10-2±0.03×10-2
Изопимпинеллин 0.185×10-2±0.012×10-2
Изобергаптен 0.165×10-2±0.022×10-2
Флавоноиды
Рутин 1.76±0.02
Кверцетин 3.00×10-3±0.12×10-3
Инулин 26.00±0.10
Пектины 1.86±26
Кислоты
(в пересчёте на яблочную)
2.45±17
Исследование сапонинов. Схема выделения
сапонинов из сухого экстракта представлена на
рисунке 1. Предложенная схема основана на хи-
мических и физических свойствах веществ, со-
держащихся в экстракте.
Для разделения суммы сапонинов на отдель-
ные группы использовали их разное отношение к
растворителям и охлаждению [13]. Схема разде-
ления представлена на рисунке 2.
ПОЛУЧЕНИЕ СУХОГО ЭКСТРАКТА ИЗ КОРНЕЙ ДЕВЯСИЛА … 121
Рис. 1. Схема выделения сапонинов
Рис. 2. Схема разделения сапонинов
Наличие суммы сапонинов и сапонинов от-
дельных групп изучено с помощью ТСХ на пла-
стинках “silufol” в системах хлороформ–этанол –
15%-ный раствор аммиака (7:3:1), бутанол–этанол
– 15%-ный раствор аммиака (18:3.5:18), бутанол–уксусная кислота–вода (4:1:1), детектирование проводилось 10%-ной серной кислотой и 25%-ным
спиртовым раствором фосфорновольфрамовой
кислоты. Для каждого гликозида рассчитаны величины Rf . Результаты занесены в таблицу 2.
Суммарное содержание сапонинов и сапони-
нов отдельных фракций определялось спектрофо-
тометрически при длине волны 590 нм методом
абсолютной калибровки по реакции с нитратом
натрия в присутствии серной кислоты.


Определение углеводов сапониновых гликозидов. Углеводы определялись после кислотного
гидролиза 5%-ной серной кислотой на водяной
бане в течение 2 ч и нейтрализации карбонатом
бария [4]. Определение суммы связанных в сапо-
нины углеводов и углеводов отдельных фракций
сапонинов проводили фотометрически с исполь-
зованием фенолсернокислотного метода [8] при
длине волны 490 нм. Найдено содержание суммы
углеводов – 0.059±0.009%, углеводов фракции
полярных сапонинов – 0.026±0.006%, углеводов
фракции тритерпеновых сапонинов –
0.017±0.001%, углеводов фракции сапонинов с
малым числом углеводных остатков –
0.015±0.003%.
Разделение углеводов проводилось методом
жидкостной колоночной хроматографии на катио-
ните КУ-2-8 в кальциевой форме [14]. Температура колонки 55±1°С, длина колонки – 95 мм, диа-
метр – 10 мм, элюент – дистиллированная вода,
скорость элюирования – 0.15 мл/мин, отбор проб –
по 1 мл, детектирование проводилось фенолсер-
нокислотным методом.
Всего обнаружено девять индивидуальных со-
единений: глюкоза, рамноза, маннит, сорбит, кси-
лоза, арабиноза, галактоза и два соединения, кото-
рые идентифицированы как кетосахара по реакции
Селиванова [15]. Количественное содержание оп-
ределено методом абсолютной калибровки.
Исследование агликона. Структуру агликона
устанавливали с помощью ИК-спектроскопии.
Спектры снимались на ИК-спектрометре SPEKORD-M-80
в таблетках бромида калия. Обнару-
жены полосы поглощения: 1040 см-1
– характерная
для простых и сложных эфиров; 1200 см-1
– соот-
ветствующая О–С=О-группе; 1460 см-1 – СН2-
группам; 1470 см-1 – СН3-группам; 1650 см-1 – С=С
полоса несопряжённых связей; 1750 см-1 – С=О;
3300 см-1 – ОН-группы [16]. Выделенные аглико-
ны, принадлежат к тетра- и пентациклическому
тритерпеновому ряду.
Обсуждение результатов
Ультразвуковая экстракция позволяет повы-
сить выход экстрактивных веществ, по сравнению
с мацерацией, в 1.5 раза и в четыре раза сократить
продолжительность экстракции. Более высокий
выход экстрактивных веществ при нагревании, по
сравнению с комнатной температурой, объясняет-
ся увеличением растворимости инулина при по-
вышении температуры.
Особый интерес представляет изучение фрак-
ции сапонинов. Сапонины в лекарственных расте-
ниях изучены мало, тем не менее биологическая
активность этих соединений большая.
Выводы
1. Получен сухой экстракт из корней девясила
при комнатной температуре и нагревании (40°).
2. Разработана схема выделения и анализа био-
логически активных веществ, содержащихся в
экстракте. Определен химический состав биоло-
гически активных фракций: кумарины (ксантоток-
син, изопимпинеллин, изобергаптен), флаваноиды
(рутин, кверцетин), полисахариды (пектиновые
вещества, инулин), кислоты (янтарная, винная),
сапонины.
3. Предложены схема выделения фракции сапонинов и разделения её на отдельные группы, а
также методика количественного определения
сапонинов.
4. Изучен ИК-спектр агликонов. выделенных сапонинов.
5. Определен качественный состав углеводной составляющей.

Список литературы
1. Атлас ареалов и ресурсов лекарственных растений СССР. М., 1983 350 с.
2. Минаева В.Г. Лекарственные растения Сибири.
Новосибирск, 1991. 428 с.
3. Химия углеводов / Кочетков Н.К. и др. М., 1967.287 с.
4. Ладыгина Е.Я., Сафронович Л.Н., Баландина
И.А., Отряшникова В.Э. Химический анализ лекарственных растений. М., 1983. 176 с.
5. Георгиевский В.П., Комиссаренко Н.Ф., Дмитрук. Биологически активные вещества лекарственных
растений. Новосибирск, 1990. 327 с.
6. Хроматография. Практическое приложение метода. М., 1986. Т. 2. 422 с.
7. Минаева В.Г. Флаваноиды в онтогенезе растений. Новосибирск, 1986. С. 15–32.
8. Бикбулатов Э.С., Скопинцев О.А. Определение
общего содержания растворимых углеводов в природных водах // Гидрохимические материалы. Т. 60. С. 179.
9. Раик С.Я. Пектиновые вещества бахчевых. Сообщение 2. Объёмный метод определения пектиновых
веществ в кормовом арбузе // Изв. Молд. фил. АН СССР. 1958. Т. 5. С. 15–24.
10. Цитович И.К. Аналитическая химия. М., 1994.498 с.
11. Биохимический анализ растений. М., 1960.С. 226–292.
12. Рабинович А.М. Лекарственные растения на приусадебном участке. М., 1989. 207 с.
13. Деканосидзе Г.Е., Чирва В.Я., Стригина Т.В.,Уварова Н.И. Исследование тритерпеновых гликозидов. Тбилиси, 1982. 151 с.
14. Природокомплекс Томской области. Томск,1990. С. 170–171.
15. Кашевник Л.Д. Краткий практикум по биохимии. Томск, 1957. С. 32–33.
16. Беллами. Инфракрасные спектры сложных молекул. М., 1963. 579 c.