Экстракты растений и их свойства
Актуальной проблемой современной медицины, фармакологии и косметологии является замена химических противомикробных препаратов на натуральные растительные компоненты. Одними из таких компонентов являются биологически активные вещества, выделенные из растительных экстрактов. Активность экстрактов во многом обусловлена наличием в них определенных групп химических веществ. Эти действующие активные вещества имеют разнообразный состав и относятся к различным классам химических соединений: флавоноиды, терпеноиды, гликозиды, некоторые сапонины, смолы, фенольные соединения, витамины, гормоны, эфирные соединения и дубильные вещества, углеводы и минеральные вещества. Нами проводилось выделение хроматографическими методами отдельных химических компонентов из исследуемых экстрактов растений, изучение их свойств (противомикробных, антиоксидантных и др.) и обсуждается возможность их использования в производстве препаратов для фармакологии и косметологии.
1. Баронец Н. Г. Влияние экстрактов лекарственных растений на рост микроорганизмов / Н. Г. Баронец, Г. П. Адлова, В. А. Мельникова // Микробиология. – 2001. – №5. – С. 71 – 72.
2. Батаева Ю. В. Исследование ростстимулирующей и фунгицидной активности циано-бактериальных сообществ из экосистем Астраханской области // Естественные науки. – 2011. – № 3 (36). – С. 81-86.
3. Муравьева Д. А. Фармакогнозия / Д. А. Муравьева, И. А. Самылина, Г. П. Яковлев. – М.: Медицина, 2002. – 656 с.
4. Сухенко Л. Т. Изучение биологически активных веществ некоторых растений в условиях Астраханского региона // Вестник Московского Государственного Областного Университета, Серия «Естественные науки». – 2006. – № 2. – С. 69-71.
5. Сухенко Л. Т. Перспективы выделения противомикробных биологически активных веществ из некоторых дикорастущих растений Астраханской области // Вестник Оренбургского государственного университета. – 2011. – № 123. – С. 98-102.
6. Сухенко Л. Т. Разработка фитопрепаратов «ГЛИЦИР-ФИТ» с противомикробной активностью на основе растений Астраханского региона // Естественные науки. – № 3. – 2010. – С. 145-149.
7. Carratu B. Sostanze biologicamente attive presenti negli alimenti di origine vegetali/ Brunella Carratu, Elisabetta Sanzini // Ann Ist Super Sanità. – 2005. – № 41 (1). – P. 7-16.
8. Egorov M.A. Antioxidant action of biologically active substance of brassinosteroids class — phytohormone epibrassinolide // Biotechnology in Medicine, Foodstuffs, Biocatalysis, Environment and Biogeotechnology. – New-York: Science Nova Publishers, 2010. – P. 23-31.
9. Nomura T. Chemistry of phenolic compounds of licorice (Glycyrrhiza species) and their estrogenic and cytotoxic activities / T. Nomura, T. Fukai, T. Akiyama// Pure Appl. Chem. 2002. –Vol. 74, №7. – P. 1199–1206.
10. Gupta V. K. Antimicrobial potential of Glycyrrhiza glabra roots / V. K. Gupta, A. Fatima, U. Faridi // Journal of Ethnopharmacology. – 2008. – №116. – P. 377–380.
Использование препаратов растительного происхождения взамен химических является актуальным направлением современной медицины, фармакологии и косметологии. Перспективными для этих целей являются биологически активные вещества экстрактов растений. Активность экстрактов во многом обусловлена наличием в них определенных химических веществ. Эти действующие биологически активные вещества имеют разнообразный состав и относятся к различным классам химических соединений (флавоноиды, гликозиды, сапонины, витамины, фитогормоны и т.д.) [2, 7, 8]. Именно наличие этих компонентов обуславливает противомикробные, фунгицидные, антиоксидантные и др. свойства растительных экстрактов [1, 2, 5, 6, 10].
Преимущества биотехнологий, имеющих непосредственное отношение к растениям, заключаются в производстве продуктов, имеющих четко определенный химический состав, которые, в свою очередь, были получены также из растений, но уже под влиянием ферментных катализаторов. В результате создаются новые натуральные биологически ценные и совместимые вещества. На сегодняшний день считается, что возможности биотехнологий в этих направлениях научно-практических исследований значительны.
2. Цель работы и методы исследования
Таким образом, целью работы является исследование свойств выделенных химических компонентов растительных экстрактов и возможности их использование в производстве препаратов различного назначения.
Направление данного исследования – выделение биологически активных компонентов растительных экстрактов для нужд косметологии и фармакологии – является новым и актуальным для Астраханского региона в частности. Оригинальность и новизна выделения и производства биологически активных экстрактов с противомикробными и фитонцидными свойствами из растений экологически благополучных районов Астраханского региона заключаются в том, что природные экологические условия: высокая инсоляция, высокие температуры и низкая влажность способствуют формированию биологически активных веществ с повышенными концентрациями. Например, исследуемые экстракты корня солодки голой сравнивались с экстрактами, приготовленными по такой же методике, корня солодки голой, произрастающей на территории региона Калабрия (юг Италии) и Египта.
Уникальность Астраханского региона заключается в наборе особых климатических, гидрологических, биотических факторов для накопления дикорастущими растениями полного спектра биологически активных веществ, что, несомненно, является определяющим фактором в создании оригинальных фитопрепаратов для нужд косметологии со значительно более высокой противомикробной активностью, по сравнению с известными свойствами подобных растений других регионов Российской Федерации [5,6]. Растения, произрастающие здесь, накапливают большое количество различных по химическому составу биологически активных веществ. Именно эти БАВы и определяют противомикробную, бактерицидную, фунгицидную, антиоксидантную иммунопротективную активность экстрактов и других извлечений (настоек, отваров, эфирных масел и т.п.) из растительного сырья. Интересным является сравнение химического состава и свойств экстрактов растений одного вида, произрастающих на территории Астраханского региона и в регионах Италии.
Мы изучали и отрабатывали различные методы экстрагирования комплекса биологически активных компонентов (таких как флавоноиды, сапонины, гликозиды корня солодки голой Glycyrrhiza glabra, соцветий цмина песчаного Helichrysum arenarium L.).
Нами в лаборатории биотехнологий Астраханского государственного университета была исследована противомикробная активность экстрактов соцветий цмина песчаного (Helichrysum arenarium L.), тысячелистника мелкоцветкового (Achillea micranta L.), корней солодки голой (Glycyrrhiza glabra), а также фракций экстрактов в отношении штаммов Staphylococcus aureus (ВКПМ В-1899), Escherichia coli СК (ВКПМ В-1911) и Bacillus subtilis (ВКПМ В-1919), предоставленные ГосНИИ Генетика. Проведены предварительные исследование антиоксидантных свойств экстрактов исследуемых растений.
Исследования активности экстрактов перечисленных растений проводили методами серийных разведений исследуемых фракций и экстрактов в жидкой питательной среде (МПБ) и диско-диффузионным методом. Изучали непосредственное влияние экстрактов и фракций на суспензии штаммов непатогенных микроорганизмов Staphylococcus aureus, Escherichia coli и Bacilus subtilis в культуре.
Также были проведены предварительные исследования химического состава исследуемых экстрактов растений методами тонкослойной хроматографии (ТСХ), колоночной жидкостной хроматографии, высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ), ЯМР-спектрофотометрии (спектрофотометрии ядерно-магнитного резонанса), УФ-спектрофотометрии (в химических лабораториях университета Ca’Foscari, Венеция).
3. Результаты и их обсуждение
Исследования активности экстрактов перечисленных растений проводили в опытах непосредственного влияния на суспензии Staphylococcus aureus, Escherichia coli и Bacilus subtilus в культуре. Наибольшим противомикробным действием (рис.1) по отношению к Staphylococcus aureus, выделенному из внешней среды, обладают экстракты корня солодки голой, т. к. в результате водно-спиртовой экстракции выделяются флавоноиды, в частности, пиноцембрин и пиностробин, наличие которых и обуславливают высокую противомикробную активность экстрактов. Противомикробная активность экстрактов других растений по отношению к Staphylococcus aureus обусловлена выделением в результате оригинальной экстракции флавоноидов и флавонов, в том числе в экстрактах Glycyrrhiza glabra – нарингенина, кверцетина, кемпфелола, Achillea micranta и Helichrysum arenarium – нарингенина, кверцетина, азулена и др.
Рис. 1. Влияние водно-спиртовых экстрактов исследуемых растений на рост и развитие Staphylococcus aureus, Escherichia coli и Bacilus subtilis 1- водный экстракт корня солодки голой; 2 – водно-спиртовый экстракт соцветий цмина песчаного; 3 – водно-спиртовый экстракт соцветий тысячелистника мелкоцветкового; 4 – водно-спиртовый экстракт корня солодки голой; 5–70 % спирт
Слабое подавляющее действие по отношению к условно-патогенным микроорганизмам водных экстрактов солодки голой объясняется тем, что в результате экстракций выделяются в основном водорастворимые компоненты солодки голой – сапонины, которые обладают, как известно, поверхностной активностью. А ингибирующее влияние водно-спиртовых экстрактов соцветий цмина песчаного по отношению к E. coli и St. aureus обусловлено наличием в этих экстрактах водорастворимых и спирторастворимых компонентов, обладающих противомикробной активностью – флавоноидных гликозидов. Активность водорастворимых экстрактов соцветий тысячелистника мелкоцветкового по отношению к условно-патогенным микроорганизмам (E. сoli, St. aureus, B. subtilis) также обусловлено выделением в результате водно-спиртовой экстракции компонентов растений с противомикробной активностью – терпеноиды, хамазулен, флавоноиды.
Исследования химических компонентов экстрактов различных растений, изучаемых в данной работе методами тонкослойной хроматографии, хроматомасс-спектрометрии показали, согласно экспериментальным и литературным данным, в экстракте корней и корневищ Glycyrrhiza glabra наличие глициризиннвой кислоты и ее солей, 18β-глициретовой кислоты, глюкопиранозида, диоксифлавонона, паренгенина и других компонентов; соцветий Helichrysum arenarium, Achillea micranta наличие кверцетина, азулена, кемпферола и других [1,2, 5,7, 8].
Полученные растительные экстракты, содержащие разнообразные по химическому составу биологически активные компоненты с противомикробным, бактерицидным, антиоксидантным, ранозаживляющим и др. действием, могут использоваться в качестве основных компонентов при создании косметических средств и биологически активных добавок БАД.
Наши исследования способствуют обоснованию возможности применения выделенных биологические активных компонентов из растительных экстрактов некоторых растений в качестве компонентов или самостоятельного препарата для нужд косметологии, фармакологии и медицины.
Пучков Михаил Юрьевич, д.с.-х.н., доцент, директор ГНУ Всероссийского научно-исследовательского института орошаемого овощеводства и бахчеводства (ГНУ ВНИИОБ), Астраханская область, г. Камызяк.
Тырков Алексей Георгиевич, д.х.н., доцент, декан химического факультета, ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный университет», г. Астрахань.
Источник