Оптимизация условий ультразвуковой экстракции полифенольных соединений из соцветий Koenigia weyrichii (F. Schmidt) T.M. Schust. Et Reveal

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Введение. Соцветия Koenigia weyrichii (F. Schmidt) T.M. Schust. et Reveal, или гореца Вейриха, содержат большое количество флавоноидов. Однако в настоящее время не получено наиболее оптимальных условий их извлечения водно-этанольными смесями и не полностью изучено влияние ультразвука на процесс экстракции.

Цель исследования – оптимизация условий ультразвуковой водно-этанольной экстракции вторичных метаболитов из соцветий Koenigia weyrichii (F. Schmidt) T.M. Schust. et Reveal.

Материал и методы. С помощью алгоритма Бокса–Бенкена установлены оптимальные условия экстракции. Общее содержание полифенолов выявлено методом Фолина–Чиокальтеу, флавоноидов – с помощью реакции комплексообразования с хлоридом алюминия. Общая антиоксидантная активность оценена с использованием фосфомолибдатного метода. Содержание полифенольных кислот определено с помощью ВЭЖХ. Методами DPPH и ABTS установлена способность полученного при оптимальных условиях экстракта ингибировать свободные радикалы.

Результаты. Наибольший выход целевых веществ достигнут за 60 мин экстракции в 50%-ном водном этаноле при температуре 50 °С и смешении растительного материала с крупностью частиц 0,1 мм с экстрагентом в соотношении 1:10 (масса к объему). Показано, что ультразвуковое воздействие снижает выход целевых веществ.

Выводы. Результаты работы являются научной основой для разработки методов фитохимического анализа и технологий получения фармацевтических препаратов на основе изучаемого растения.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. В. Коровкина

Федеральный исследовательский центр «Кольский научный центр» Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: a.korovkina@ksc.ru
ORCID iD: 0000-0002-4097-6521

научный сотрудник, лаборатория медицинских и биологических технологий

Россия, 184209, г. Апатиты, ул. Ферсмана, д. 14

А. А. Койгерова

Федеральный исследовательский центр «Кольский научный центр» Российской академии наук

Email: a.koygerova@ksc.ru
ORCID iD: 0000-0002-8843-0122

научный сотрудник, лаборатория медицинских и биологических технологий

Россия, 184209, г. Апатиты, ул. Ферсмана, д. 14

Н. С. Цветов

Федеральный исследовательский центр «Кольский научный центр» Российской академии наук

Email: n.tsvetov@ksc.ru
ORCID iD: 0000-0003-1356-2259

кандидат химических наук, зав. лабораторией медицинских и биологических технологий Научный центр медико-биологических исследований адаптации человека в Арктике

Россия, 184209, г. Апатиты, ул. Ферсмана, д. 14

П. Г. Мизина

ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений»

Email: mizina-pg@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-6510-9603

доктор фармацевтических наук, профессор, советник, заслуженный деятель науки Российской Федерации

Россия, 117216, Москва, ул. Грина, д. 7

Список литературы

  1. Korovkina A V., Zhirov VK. Environmental factors affecting flavonoid accumulation in plants Poligonum weyrichii growing in Murmansk region. Regul Mech Biosyst. 2019; 10(4): 553–559. doi: 10.15421/021981.
  2. Головкин Б.Н., Руденская Р.Н., Трофимова И.А., Шретер А.И. Биологически активные вещества растительного происхождения. В 3-х томах. Т. 1. под ред. Семихов В.Ф., М.: Наука; 2001. 350 p. [Golovkin B.N., Rudenskaya R.N., Trofimova I.A., Shreter A.I. Biologicheski aktivny`e veshhestva rastitel`nogo proisxozhdeniya. V 3-x tomax. T. 1. pod red. Semixov V.F., M.: Nauka; 2001. 350 p. (In Russ.)].
  3. Беленовская Л.М., Лесиовская Е.Е. Растительные ресурсы России. Т. 1. СПб; 2008. 421 p. [Belenovskaya L.M., Lesiovskaya E.E. Rastitel`ny`e resursy` Rossii. T. 1. SPb; 2008. 421 p. (In Russ.)].
  4. Korovkina A., Zhirov V., Tsvetov N., Petrashova D. Herbaceous plants growing in Arctic zones as potential perspective sources of valuable flavonoids. IOP Conf Ser Earth Environ Sci. 2020; 613(1): 012058. doi: 10.1088/1755-1315/613/1/012058.
  5. Коровкина А.В., Цветов Н.С., Паукшта О.И. и др. Определение содержания полифенольных компонентов, антиоксидантной и антирадикальной аетивности этанольных экстрактов растения Koenigia weyrichii, произрастающего на Кольском полуострове. Химия растительного сырья. 2021; (3): 275–282. [Korovkina A.V., Tsvetov N.S., Paukshta O.I. i dr. Determination of the content of polyphenol components, antioxidant and antiradical activity of ethanol extracts of the plant Koenigia weyrichii growing on the Kola peninsula. Chemistry of plant raw material. 2021; (3): 275–282. (In Russ.)].
  6. Wang L., Weller C.L. Recent advances in extraction of nutraceuticals from plants. Trends Food Sci Technol. 2006.17(6):300–12. doi: 10.1016/j.tifs.2005.12.004.
  7. NN Azwanida. A Review on the Extraction Methods Use in Medicinal Plants, Principle, Strength and Limitation. Med Aromat Plants. 2015; 4(03): 3–8. doi: 10.4172/2167-0412.1000196.
  8. Panzella L., Moccia F., Nasti R. et al. Bioactive Phenolic Compounds From Agri-Food Wastes: An Update on Green and Sustainable Extraction Methodologies. Front Nutr. 2020; 7(May): 1–27. doi: 10.3389/fnut.2020.00060.
  9. Elapov A.A., Kuznetsov N.N., Marakhova A.I. The Use of Ultrasound in the Extraction of Biologically Active Compounds from Plant Raw Materials, Used or promising for Use in Medicine (Review). Drug Dev Regist. 2021; 10(4): 96–116. doi: 10.33380/2305-2066-2021-10-4-96-116.
  10. Анисимов П.Н. Об использовании методики планирования эксперимента в соответствие с трехуровневыми планами Бокса–Бенкена. Вестник магистратуры. 2017; 65(2): 32–36. [Anisimov P.N. Ob ispol`zovanii metodiki planirovaniya e`ksperimenta v sootvetstvie s trexurovnevy`mi planami Boksa–Benkena. Vestnik magistratury`. 2017; 65(2): 32–36. (In Russ.)].
  11. Ferreira S.L.C., Bruns R.E., Ferreira H.S. et al. Box-Behnken design: An alternative for the optimization of analytical methods. Anal Chim Acta. 2007; 597(2): 179–186.
  12. Zhang X., Su J., Chu X., Wang X. A Green Method of Extracting and Recovering Flavonoids from Acanthopanax senticosus Using Deep Eutectic Solvents. Molecules. 2022; 27(3):.923. doi: 10.3390/molecules27030923.
  13. Khezeli T., Daneshfar A., Sahraei R. A green ultra-sonic-assisted liquid-liquid microextraction based on deep eutectic solvent for the HPLC-UV determination of ferulic, caffeic and cinnamic acid from olive, almond, sesame and cinnamon oil. Talanta. 2016; 150: 577–85. doi: 10.1016/j.talanta.2015.12.077.
  14. Gao Y., Wang S., Dang S. et al. Optimized ultrasound-assisted extraction of total polyphenols from Empetrum nigrum and its bioactivities. J Chromatogr B Anal Technol Biomed Life Sci. 2021; 1173(January): 122699. doi: 10.1016/j.jchromb.2021.122699.
  15. Fliniaux O., Corbin C., Ramsay A. et al. Microwave-assisted extraction of herbacetin diglucoside from flax (Linum usitatissimum L.) seed cakes and its quantification using an RP-HPLC-UV system. Molecules. 2014.19(3):3025–37.
  16. Tsvetov N., Sereda L., Korovkina A. et al. Ultrasound-assisted extraction of phytochemicals from Empetrum hermafroditum Hager. using acid-based deep eutectic solvent: kinetics and optimization. Biomass Convers Biorefinery. 2022; 12(S1): 145–156. doi: 10.1007/s13399-022-02299-2.
  17. Sereda L.N., Tsvetov N.S. Optimization of the Method of Ultrasonic Extraction of Biologically Active Compounds With an Alcohol-Water Mixture From the Fruits of Vaccinium Vitis-Idaea L., Growing on the Kola Peninsula. Khimiya Rastit Syr’ya. 2024; 1(1): 292–300.
  18. Cavdarova M., Makris D.P. Extraction kinetics of phenolics from carob (Ceratonia siliqua L.) kibbles using environmentally benign solvents. Waste and Biomass Valorization. 2014; 5(5): 773–779.
  19. Pękal A., Pyrzynska K. Evaluation of Aluminium Complexation Reaction for Flavonoid Content Assay. Food Anal Methods. 2014; 7(9): 1776–82.
  20. Prieto P., Pineda M., Aguilar M. Spectrophotometric Quantitation of Antioxidant Capacity through the Formation of a Phosphomolybdenum Complex: Specific Application to the Determination of Vitamin E. Anal Biochem. 1999; 269(2): 337–341. doi: 10.1006/abio.1999.4019.
  21. Koigerova A., Gosteva A., Samarov A., Tsvetov N. Deep Eutectic Solvents Based on Carboxylic Acids and Glycerol or Propylene Glycol as Green Media for Extraction of Bioactive Substances from Chamaenerion angustifolium (L.) Scop. Molecules. 2023; 28(19): 6978. doi: 10.3390/molecules28196978.
  22. Kedare S.B., Singh R.P. Genesis and development of DPPH method of antioxidant assay. J Food Sci Technol. 2011; 48(4): 412–422.
  23. Re R., Pellegrini N., Proteggente A. et al. Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation decolorization assay. Free Radic Biol Med. 1999; 26(9–10): 1231–7. doi: 10.1016/S0891-5849(98)00315-3.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Зависимости выхода полифенолов (а), флавоноидов (б) и общей антиоксидантной активности (в) от времени экстракции, результаты аппроксимации (—)

Скачать (134KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Влияние концентрации этанола на величины выхода суммы полифенолов TPC (а), флавоноидов TFC (б) и общую антиоксидантную активность TAC (в)

Скачать (395KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимость TPC (а), TFC (б) и TAC (в) от мощности ультразвукового воздействия P

Скачать (405KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Контуры поверхностей отклика для общего содержания полифенолов TPC (а–в), флавоноидов TFC (г–е) и общей антиоксидантной активности TAC (ж–и) от температуры T (A), соотношения объема экстрагента и массы растительного сырья v/m (B) и крупности частиц растительного сырья d (C)

Скачать (466KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Экспериментальные данные о зависимости степени ингибирования свободных радикалов DPPH (а) и ABTS (б), а также результаты аппроксимации данных (---) линейным уравнением в случае радикала DPPH и сигмоидой Больцмана – в случае радикала ABTS

Скачать (245KB)
Метаданные

© ИД "Русский врач", 2025