Comparative analysis of the total quantity of flavonoids in domestic and imported raw material of stevia

Cover Page

Cite item

Abstract

Relevance. Standardization of plant raw material derived from stevia is a topical issue, since this plant (Stevia rebaudiana Bertoni) contains sweet diterpene glycosides and is used as a natural sugar substitute. In addition, stevia contains flavonoids which are biologically active compounds that exert antioxidant, anti-inflammatory and capillary-strengthening properties. Currently, spectrophotometric methods are used to identify and quantify flavonoids in medicinal plants. They are fast, convenient and do not require sophisticated equipment.

The aim of our paper is comparative phytochemical study of the content of the total flavonoids in stevia raw material of different origin.

Materials and methods. The study material was dried stevia leaves (Stevia rebaudiana Bertoni), grown in the Penza Region, the Republic of Crimea, the Krasnodar territory, and raw materials imported from Paraguay and India. The content of the total flavonoids was estimated by differential spectrophotometry calculated with reference to cynaroside.

Results. The study of the quantity of flavonoids in the raw material of stevia of different origin was carried out. In the presence of aluminum chloride stevia flavonoids form a complex compound at the absorption maximum of 408 ± 2 nm. The content of flavonoids in different species of stevia are found to range from 1.13% to 1.74%.

Conclusion. The obtained results allow to recommend stevia leaves as a source of flavonoids along with other available medicinal plants. It is advisable to classify the complex of flavonoids as the second group of biologically active compounds of stevia leaves.

Full Text

Введение

Стевия (Stevia rebaudiana Bertoni, сем. Астровые — Asteraceae) получила широкое распространение на территории Российской Федерации [2, 3, 11, 19]. Проблема стандартизации растительного сырья на основе стевии является достаточно актуальной, так как это растение (Stevia rebaudiana Bertoni) содержит сладкие дитерпеновые гликозиды и используется как натуральный заменитель сахара. Кроме этого, стевия содержит ряд других биологически активных соединений: флавоноиды, сапонины, органические кислоты, каротиноиды [9, 10, 13, 18]. Разработка методов стандартизации лекарственного растительного сырья отражена в работах известных отечественных авторов [8, 14–17].

Листья стевии, являясь источником биологически активных соединений, применяются в составе комплексной терапии для профилактики заболеваний эндокринной системы, также показана фармакологическая активность при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой, иммунной, центральной нервной системы, ротовой полости, патологий суставов. Благодаря уникальному свойству не повышать уровень глюкозы в крови ее применяют лица, больные сахарным диабетом. Отмечается, что стевия стимулирует секрецию инсулина и снижает уровень глюкозы в крови. Однако стевия является малоизученным лекарственным растением [2, 15, 19].

Цель работы — проведение сравнительного фитохимического исследования содержания суммы флавоноидов в сырье стевии различного происхождения.

Материалы и методы

Материалом исследования служили высушенные листья стевии (Stevia rebaudiana Bertoni), выращенные в условиях Пензенской области, Республики Крым, Краснодарского края, импортное сырье из Парагвая и Индии. Содержание суммы флавоноидов оценивали методом дифференциальной спектрофотометрии в пересчете на цинарозид по методике, разработанной нами ранее для сырья стевии [9].

Результаты и обсуждение

Одним из наиболее распространенных методов определения флавоноидов является дифференциальная спектрофотометрия. В условиях комплексообразования флавоноидов с хлоридом алюминия наблюдается батохромный сдвиг полосы поглощения флавоноидов, в частности флавонов и флавонолов, который обнаруживается в УФ-спектре в виде максимума поглощения в области 380–412 нм [1, 4–8, 20]. Эта область спектра относительно удалена от максимумов поглощения сопутствующих фенольных и других соединений, что позволяет сделать количественное определение более селективным.

В результате проведенного исследования в стевии листьях изучены УФ-спектры их комплексных соединений с хлоридом алюминия. Было установлено, что в присутствии алюминия хлорида максимум поглощения комплексного соединения флавоноидов стевии находится в области 400 ± 2 нм (рис. 1–3).

 

Рис. 1. Электронные спектры водно-спиртового извлечения стевии листьев: 1 — исходный раствор (1 : 5000); 2 — раствор в присутствии AlCl3 / Fig. 1. Electronic spectra of water-alcohol extraction of stevia leaves: 1 — prinmary solution (1 : 5000); 2 — solution in the presence of AlCl3

 

Рис. 2. Электронные спектры раствора цинарозида в присутствии AlCl3 / Fig. 2. Electronic spectra of a cynaroside solution in the presence of AlCl3

 

Рис. 3. Электронные спектры извлечения из стевии листьев (1 : 1250) в присутствии AlCl3 / Fig. 3. Electronic spectra of extraction from stevia leaves (1 : 1250) in the presence of AlCl3

 

Следует отметить, что положение максимумов не меняется при использовании разных концентраций этанола и листьев стевии различного происхождения. Таким образом, при реакции с хлоридом алюминия флавоноиды стевии образуют комплексное соединение с максимумом поглощения 400 нм.

Для количественного спектрофотометрического анализа необходим стандарт или величина удельного показателя поглощения флавоноидов. В фармакопейных анализах классическим стандартом флавоноидов является рутин. Но он имеет максимум 412 ± 2 нм [6–8, 12]. В нашей работе в качестве стандарта был использован цинарозид, который с хлоридом алюминия имеет максимум при 400 ± 2 нм (рис. 2) и также используется в методиках анализа сырья, содержащего флавоноиды. Следовательно, цинарозид по спектральным характеристикам близок к флавоноидам стевии листьев и может быть использован в методике количественного анализа в качестве стандартного образца (СО).

С целью пересчета содержания суммы флавоноидов в извлечении из листьев стевии на цинарозид, нами был использован удельный показатель поглощения цинарозида при λ = 400 нм [6–8]. Значение E1см1% = 350 было включено в формулу расчета, что позволило не использовать СО цинарозида в последующих определениях.

В результате проведенного исследования были проанализированы образцы стевии различного региона произрастания. Полученные данные представлены в табл. 1.

 

Таблица 1. Количественное содержание суммы флавоноидов в высушенных стевии листьях, % (среднее значение) / Table 1. Quantity of the total flavonoids in dried stevia leaves, % (average value)

Сорт стевии, место произрастания

Спирт, %

Содержание флавоноидов, % (по СО цинарозида)

Содержание флавоноидов, % (по удельному показателю поглощения цинарозида при λ= 400 нм)

Рамонская сластена (Россия, Краснодар)

70

1,74 ± 0,02

1,71 ± 0,02

Рамонская сластена (Россия, Пенза)

70

1,59 ± 0,05

1,57 ± 0,05

Стевия (Парагвай)

70

1,42 ± 0,03

1,40 ± 0,03

Стевия (Индия)

70

1,13 ± 0,04

1,09 ± 0,04

Рамонская сластена (Россия, Крым)

70

1,52 ± 0,05

1,49 ± 0,05

 

Установлено, что содержание флавоноидов в стевии листьях (по СО цинарозида) варьирует от 1,13 до 1,74 %.

Метрологические характеристики методики количественного определения суммы флавоноидов в сырье стевии методом дифференциальной спектрофотометрии приведены в табл. 2. Результаты статистической обработки полученных результатов свидетельствуют, что ошибка единичного определения с доверительной вероятностью 95 % составляет не более ±1,0 % при определении суммы флавоноидов методом дифференциальной спектрофотометрии в пересчете на цинарозид.

 

Таблица 2. Метрологические характеристики методики количественного определения суммы флавоноидов в листьях стевии / Table 2. Metrological characteristics of methods for quantifying the total flavonoids in stevia leaves

Лекарственное растительное сырье

N

F

X, %

S2

S

P, %

t (P, f)

X

E, %

Рамонская сластена (Краснодар)

5

4

1,74

0,00032

0,017889

95

2,776

±0,016

±0,50

 

Заключение

Выявлено, что содержание флавоноидов в листьях стевии варьирует в интервале 1,13–1,74 %. Отечественное сырье содержит большее количество суммы флавоноидов по сравнению с импортными образцами. Наибольшее содержание суммы флавноидов отмечено в сырье стевии, выращенной в условиях Краснодарского края (1,74 %). При этом в образцах сырья стевии, интродуцированной в климатических условиях Пензенской области (1,59 %) и Республики Крым (1,52 %), содержание флавоноидов выше по сравнению с сырьем, выращенным в зарубежных странах — Индии (1,13 %), Парагвае (1,42 %).

Полученные результаты позволяют поставить листья стевии по содержанию флавоноидов в один ряд с известными лекарственными растениями — источниками флавоноидов. Целесообразными представляются дальнейшие исследования по изучению сырья стевии.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

×

About the authors

Evgeny E. Кurdyukov

Penza State University

Author for correspondence.
Email: e.e.kurdyukov@mail.ru

Candidate of Pharmaceutical Sciences, Associate Professor of the General and Clinical Pharmacology Chair

Russian Federation, Penza

Elena F. Semenova

Penza State University

Email: sef1957@mail.ru

Candidate of Biological Sciences, Associate Professor of the General and Clinical Pharmacology Chair

Russian Federation, Penza

Aleksandr V. Mitishev

Penza State University

Email: smitishev@mail.ru

Assistant Professor of the General and Clinical Pharmacology Chair

Russian Federation, Penza

Yаkov P. Moiseev

Penza State University

Email: Moiseev-yaha@mail.ru

4rd year student of specialty General Medicine

Russian Federation, Penza

Anna V. Kuznetsova

Penza State University

Email: kuznetanna1@hotmail.com

Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor of the General and Clinical Pharmacology Chair

Russian Federation, Penza

References

  1. Беляков К.В. Методологические подходы к определению биологически активных веществ в лекарственном растительном сырье спектрофотометрическим методом. – М., 2004. – 325 с. [Beljakov KV. Metodologicheskie podhody k opredeleniju biologicheski aktivnyh veshhestv v lekarstvennom rastitel’nom syr’e spektrofotometricheskim metodom. Moscow; 2004. 325 p. (In Russ.)]
  2. Горбатенко Л.Е., Дзюба О.О. Стевия – ценное пищевое и лекарственное растение // Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования: материалы V Международного симпозиума; Июнь 20–24, 2001; Москва–Пущино. – М., 2003. – Т. 3. – С. 317–319. [Gorbatenko LE, Dzjuba OO. Stevija – cennoe pishhevoe i lekarstvennoe rastenie. Proceedings of Novye i netradicionnye rastenija i perspektivy ih ispol’zovanija: materialy V Mezhdunarodnogo simpoziuma. Moscow; 2003;(3):317–319. (In Russ.)]
  3. Жужжалова Т.П. Подпоринова Г.К., Зимин М.В. Изменение химического состава стевии при возделывании в ЦЧР // Интродукция нетрадиционных и редких растений: материалы VI Международной научно-практической конференции; Май 24–27, 2006; Белгород. – Белгород, 2006. – С. 41–43. [Zhuzhzhalova TP, Podporinova GK, Zimin MV. Izmenenie himicheskogo sostava stevii pri vozdelyvanii v CChR. Proceedings of VI Mezhdunarodnaya nauchno-prakticheskaya konferentsiaya Introdukcija netradicionnyh I redkih rastenij; 2006 May 24–27; Belgorod. Belgorod; 2006. P. 41–43. (In Russ.)]
  4. Кудашкина Н.В., Хасанова С.Р., Мещерякова С.А. Фитохимический анализ: учебное пособие. – Уфа, 2007. – 281 с. [Kudashkina NV, Hasanova SR, Meshherjakova SA. Fitohimicheskij analiz: uchebnoe posobie. Ufa; 2007. 281 p. (In Russ.)]
  5. Куркин В.А., Буланкин Д.Г., Даева Е.Д., Каденцев В.И. Флавоноиды листьев гинкго двулопастного (Gihkgo biloba L.) // Химия растительного сырья. – 2012. – № 2. – С. 85–88. [Kurkin VA, Bulankin DG, Daeva ED, Kadentsev VI. Flavonoidy list’ev Ginkgo dvulopastnogo (Gihkgobiloba L.). Himija rastitel’nogo syr’ja. 2012;(2):85–88. (In Russ.)]
  6. Куркин В.А., Правдивцева О.Е. Зверобой: итоги и перспективы создания лекарственных средств: монография. Самара: 2008. – 127 с. [Kurkin VA, Pravdivceva OE. Zveroboj: itogi I perspektivy sozdanija lekarstvennyh sredstv: monografija. Samara; 2008. 127 p. (In Russ.)]
  7. Куркина А.В. Флавоноиды фармакопейных растений: монография. – Самара: Офорт, 2012. – 290 с. [Kurkina AV. Flavonoidy farmakopeynykh rasteniy: monograph. Samara: Ofort; 2012. 290 p. (In Russ.)]
  8. Куркина А.В. Экспериментально-теоретическое обоснование подходов к стандартизации сырья и препаратов фармакопейных растений, содержащих флавоноиды: автореф. … д-ра фарм. наук. – Самара, 2013. – 48 с. [Kurkina AV. Jeksperimental’no-teoreticheskoe obosnovanie podhodov k standartizacii syr’ja i preparatov farmakopejnyh rastenij, soderzhashhih flavonoidy: avtoref. … d-ra farm. nauk. Samara; 2013. 48 p. (In Russ.)]
  9. Курдюков Е.Е., Кузнецова А.В., Семенова Е.Ф., Моисеева И.Я. К вопросу стандартизации по содержанию флавоноидов листьев стевии как перспективного вида лекарственного растительного сырья // Химия растительного сырья. – 2019. – № 1. – С. 217–224. [Kurdjukov EE, Kuznecova AV, Semenova EF, Moiseeva IYa. K voprosu standartizacii po soderzhaniju flavonoidov list’ev stevii kak novogo vida lekarstvennogo rastitel’nogo syr’ja Himija rastitel’nogo syr’ja. 2019;(1):217–224. (In Russ.)]. https://doi.org/10.14258/jcprm.2019014067.
  10. Курдюков Е.Е. Количественное определение cуммы дитерпеновых глюкозидов в сырье стевии // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Медицинские науки. – 2018. – № 3 (47). – С. 43–49. [Kurdjukov EE. Quantitative determination of the amount of diterpene glycosides in the raw stevia. Izvestija vysshih uchebnyh zavedenij. Povolzhskij region. Medicinskie nauki. 2018;(3):43–49. (In Russ.)]. https://doi.org/10.21685/2072-3032-2018-3-5.
  11. Курдюков Е.Е., Семенова Е.Ф. Макро- и микроморфологические особенности листьев стевии Ребо Stevia rebaudiana Bertoni при интродукции в Среднем Поволжье // Научные ведомости Белгородского государственного университета. Медицина и фармация. – 2017. – № 26(275). – С. 137–145. [Kurdjukov EE, Semenova EF. Makro- i mikromorfologicheskie osobennosti list’ev stevii Rebo Stevia rebaudiana Bertoni pri introdukcii v Srednem Povolzh’e. Nauchnye vedomosti Belgorodskogo gosudarstvennogo universiteta. Medicina i farmacija. 2017;(26):137–145. (In Russ.)]
  12. Морозова Т.В., Куркин В.А., Правдивцева О.Е. Содержание суммы флавоноидов в сырье боярышника полумягкого // Материалы V научно-практической конференции «Современные аспекты использования растительного сырья и сырья природного происхождения в медицине»; Март 15, 2017; Москва. – М., 2017. – С. 151–152. [Morozova TV, Kurkin VA, Pravdivtseva OE. Soderzhanie summy flavonoidov v syr’e boyaryshnika polumyagkogo. Proceedings of the Materialy V nauchno-prakticheskoy konferentsii “Sovremennye aspekty ispol’zovaniya rastitel’nogo syr’ya I syr’ya prirodnogo proiskhozhdeniya v meditsine”; 2017 March 15; Moscow. Moscow; 2017. P. 151–152. (In Russ.)]
  13. Подпоринова Г.К., Верзилина Н.Д., Полянский К.К. Химический состав растительного сырья стевии // Известия вузов. Пищевая технология. – 2005. – № 4(287). – C. 74–75. [Podporinova GK, Verzilina ND, Poljanskij KK. Himicheskij sostav rastitel’nogo syr’ja stevii. Food Technology. 2005;(4):74–75. (In Russ.)]
  14. Саканян Е.И., Ковалева Е.Л., Фролова Л.Н., Шелестова В.В. Современные требования к качеству лекарственных средств растительного происхождения // Ведомости Научного Центра экспертизы средств медицинского применения. – 2018. – Т. 8. – № 3. – С. 170–178. [Sakanyan EI, Kovaleva EL, Frolova LN, Shelestova VV. Current requirements for the quality of herbal medicinal products. Bulletin of the Scientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal Products. 2018;8(3):170–178. (In Russ.)]. https://doi.org/10.30895/1991-2919-2018-8-3-170-178.
  15. Самылина И.А. Проблемы стандартизации лекарственного растительного сырья и лекарственных растительных средств // Традиционная медицина и питание: теоретические и практические аспекты: материалы 1-го Международного научного конгресса. – М.: Институт традиционных методов лечения МЗ РФ, 1994. – С. 203. [Samylina IA. Problemy standartizacii lekarstvennogorastitel’nogo syr’ja i lekarstvennyh rastitel’nyh sredstv. Proceedings of Tradicionnaja medicina i pitanie: teoreticheskie i prakticheskie aspekty. Materialy 1-go Mezhdunarodnogo nauchnogo kongressa. Moscow: Institut tradicionnyh metodov lecheniya MZ RF; 1994. P. 203. (In Russ.)]
  16. Самылина И.А., Баландина И.А. Пути использования лекарственного растительного сырья и его стандартизация // Фармация. – 2004. – № 52(2). – С. 39–41. [Samylina IA, Balandina IA. Ways of the use of medicinal plant raw materials and its standardization. Farmatsiya. 2004;(52):39–41. (In Russ.)]
  17. Самылина И.А., Куркин В.А., Яковлев Г.П. Научные основы разработки и стандартизации лекарственных растительных средств // Ведомости Научного центра экспертизы средств медицинского применения. – 2016. – № 1. – 41–44. [Samylina IA, Kurkin VA, Yakovlev GP. Scientific basis of the development and standardization of herbal medicines. Bulletin of the Scientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal Products. 2016;(1):41–44. (In Russ.)]
  18. Семенова Е.Ф., Курдюков Е.Е., Шпичка А.И. Антимикробная активность извлечений из сырья стевии // Актуальные проблемы медицинской науки и образования АПМНО-2017: сборник статей VI Mеждународной научной конференции; Сентябрь 14–15, Пенза. – Пенза: Изд-во ПГУ, 2017. – С. 144–146. [Semenova EF, Kurdjukov EE, Shpichka AI. Proceedings of VI Mezhdunarodnaya nauchnaya konferentsiay “Aktual’nye problemy medicinskoj nauki I obrazovanija”; Sep 14–15, 2017; Penza. Penza: Izd-vo PGU; 2017. P. 144–146. (In Russ.)]
  19. Семенова Н.А. Стевия – растение XXI века. – М.; СПб.: Диля, 2005. – 160 с. [Semenova NA. Stevija – rastenie XXI veka. Moscow; Saint Petersburg: DIlja; 2005. 160 p. (In Russ.)]
  20. Сливкин А.И., Селеменов В.Ф., Суховерхова Е.А. Физико-химические и биологические методы оценки качества лекарственных средств / под ред. В.Г. Артюхова, А.И. Сливкина. – Воронеж, 1999. – 368 с. [Slivkin AI, Selemenov VF, Sukhoverkhova EA. Fiziko-himicheskie i biologicheskie metody ocenki kachestva lekarstvennyh sredstv. Ed. by V.G. Artjuhov, A.I. Slivkin. Voronezh; 1999. 368 p. (In Russ.)]

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. Fig. 1. Electronic spectra of water-alcohol extraction of stevia leaves: 1 — prinmary solution (1 : 5000); 2 — solution in the presence of AlCl3

Download (114KB)
2. Fig. 2. Electronic spectra of a cynaroside solution in the presence of AlCl3

Download (97KB)
3. Fig. 3. Electronic spectra of extraction from stevia leaves (1 : 1250) in the presence of AlCl3

Download (102KB)

Copyright (c) 2020 Кurdyukov E.E., Semenova E.F., Mitishev A.V., Moiseev Y.P., Kuznetsova A.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies