СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ КАРОТИНОИДОВ В РАЗЛИЧНЫХ ЭКОФОРМАХ ШАФРАНА

АННОТАЦИЯ

Шафран используется с древних времен для различных целей, особенно при лечении ряда заболеваний. β-каротин, принадлежащий к классу каротиноидов, содержащихся в шафране, также имеет особое значение при лечение диабета благодаря своему гипогликемическому эффекту.

В данной статье с использованием спектрофотометрического метода проведено сравнение содержания каротина в рыльцах некоторых экоформ шафрана.

ABSTRACT

Saffron has been used since ancient times for various purposes, especially in the treatment of many diseases. β-carotene, which belongs to the class of carotenoids contained in saffron, is also of particular importance in diabetes due to its healing effect.

In this article, using the spectrophotometric method, a comparison was made of the content of carotene in the stigmas of some eco-forms of saffron.

Ключевые слова: шафран, каротиноиды. бета каротин, сравнительное содержание, диабет.

Keywords: saffron, carotenoids. beta carotene, comparative content, diabetes.

Введение

Сахарный диабет характеризуется постоянным, т. е. хроническим, повышением количества сахара в крови. При сахарном диабете резко повышается содержание сахара в крови, он выходит с мочой, наблюдаются жажда, похудание, слабость, зуд кожи и другие симптомы [1].

Существует несколько видов этого заболевания. Но наиболее распространенными типами диабета являются диабет I и II типов. Диабет первого типа встречается, в основном, у детей и подростков. Возникает в результате абсолютного дефицита гормона инсулина, вырабатываемого поджелудочной железой. Диабет такого типа  может быть вызван несколькими вирусными заболеваниями, перенесенными в детстве. Диабет второго типа наиболее распространен у взрослых и пожилых людей. Он также вызван дефицитом гормона инсулина. Для обоих типов диабета основной целью лечения является максимальное приближение уровня сахара в крови к уровню у здоровых людей, то есть достижение состояния компенсации [2].

В медицине применяют синтетические препараты, такие как бигуанид, сульфонилмочевина, тиазолидиндион, миглитол, акарбоза, глимепирид структурные формулы которых представлены на рисунке 1.

Рисунок 1. Структурные формулы некоторых препаратов, применяемых при сахарном диабете: a) бигуанид, b) сульфонилмочевина, c) тиазолидиндион, d) миглитол, e) акарбоза, i) глимепирид

Хотя вышеперечисленные препараты эффективны для снижения уровня сахара в крови, многие из них имеют ряд серьезных побочных эффектов: повышение активности печеночных ферментов, увеличение веса, отеки и легкая анемия. При этом к основным недостаткам этих препаратов является необходимость их применения на протяжении всей жизни, что усугубляет возможность усиления побочных эффектов. Таким образом, медикаментозное лечение диабета без побочных эффектов, по-прежнему, остается проблемой современной медицины, в связи с чем, особую актуальность приобретает поиск альтернативных средств лечения и профилактики этого социально-значимого заболевания. Такой альтернативой могут стать натуральные продукты и пищевые биологически активные добавки на основе лекарственного растительного сырья [3].

В народной медицине, которая насчитывается уже не одно столетие, для лечения заболеваний рекомендуются лечебные травы и сборы, их отвары и настои. В современной медицине также используются пищевые добавки, распространяемые через аптечную сеть: «Majmui Rahmoniy», «Askalsiy», «Oltin vodiy», «Alkaman», «Shifoi bosim», « Astosh », «Tog’ guli» [4].

Результаты ряда биомедицинских исследований показали, что шафран и его компоненты эффективны при нейродегенеративных заболеваниях и связанных с ними нарушениях памяти, ишемической ретинопатии, ишемической болезни сердца, повышенном артериальном давлении, острых или хронических воспалительных заболеваниях, депрессии, могут быть полезны при судорогах и паркинсонизме [5].

Научные исследования, направленные на определение целебных свойств шафрана, показали, что он обладает значительным антидиабетическим эффектом.  Это объясняется наличием в его составе ряда биологически активных соединений, относящихся к классу каротиноидов:  кроцин, кроцетин, сафраналь и β-каротин [6,7].

Гипогликемический эффект шафрана объясняется стимуляцией процесса всасывания глюкозы периферическими тканями и β-клетками островков Лангерганса, вырабатывающих большее количество инсулина, а также всасыванием глюкозы в кишечнике и повышением активности инсулиназы в печени и почках. В результате этих механизмов наблюдается ограничение реабсорбции глюкозы почками или ее дополнительное всасывание [8].

Рядом исследователей было показано, что содержание каротиноидов в экстрактах шафрана резко различается, в зависимости от места его произрастания. Этот факт стимулирует исследования, направленные на изыскания наиболее богатых этими веществами шафрана для его сельскохозяйственного культивирования для пищевых и фармацевтических целей.

Целью настоящей работы является проведение сравнительного анализа количественного содержания β-каротина в рыльцах шафрана, произрастающего на территории Узбекистана. 

Материалы и методы

Рыльца шафрана были отобраны для определения содержания β-каротина в образцах. Для проведения анализа рыльца шафрана массой 5,0 г (точная навеска, взвешенная на аналитических весах AF 2204 N, класс точности 0,1 мг), измельчали ​​до размера частиц 1 мм и помещали в колбу вместимостью 100 мл. Экстракцию проводили 25 мл гексана (С₆Н₁₄  х.ч., TУ 2631-003), используемого в качестве растворителя, в течение 90 минут при постоянном перемешивании с помощью магнитной мешалки (МСХ-300 BIOSAN, Латвия). После завершения процесса экстракции раствор фильтровали, 1 мл фильтрата отбирали в мерную колбу вместимостью 25 мл и разбавляли гексаном до метки.

Количество каротина определяли на спектрофотометре NACH LANGE DR 3900 (Германия) (спектральный диапазон длин волн, нм 300–800).

Эталоном служил 0,04% водный раствор дихромата калия (K₂Cr₂O₇, ГОСТ 4220-75 х.ч.), оптическая плотность которого была измерена относительно воды.

Полученный результат (Х) в мг% β-каротина в сырье, рассчитывали по формуле [9].

где: D₁ - оптическая плотность испытуемого раствора;

D₀ - оптическая плотность раствора стандартной пробы бихромата калия, соответствующая 0.00208 мг β-каротина;

w – содержание влаги в образце, %

m – масса образца, г.

Обсуждение результатов

На рисунке 2 приводятся структурные формулы наиболее значимых биологически активных веществ, присутствующих в шафране, а в таблице 2 – сравнительное содержание некоторых каротиноидов, идентифицированных в различных экоформах шафрана

Рисунок 2. Важные биологически активные соединения, содержащиеся в шафране

Таблица 1.

Количество некоторых каротиноидов, идентифицированных в различных экоформах шафрана

Как следует из данных, приведенных в таблице, количество каротиноидов в образцах шафрана, выращенных в разных странах, широко варьируется. Так, например, содержание кроцина и кроцетина в больших количествах обнаруживается в иранском шафране, тогда как β-каротина и зеаксантина - в турецком [10].

Каротиноиды, основной источник желтых, оранжевых и красных пигментов растений, широко распространены в природе.

Каротиноиды присутствуют практически во всех живых организмах, от бактерий и водорослей до высших растений, в фотосинтезирующих и нефотосинтезирующих тканях, а также в наиболее часто потребляемых овощах и фруктах [11]. Они считаются незаменимыми веществами для жизнедеятельности организма в виду многообразия их функционального действия.

Каротиноиды подразделяются на две группы: каротины и ксантофиллы. Первые из них - каротины, такие как α-каротин, β-каротин, γ-каротин, ликопин, являются углеводами. В природе существует около 50 видов каротинов.

С другой стороны, ксантофиллы, такие как β-криптоксантин, лютеин, зеаксантин, астаксантин, фукоксантин и перидинин, представляют собой каротиноиды, которые содержат атомы кислорода в гидроксо-, карбонило-, альдегидо-, карбоксо-, эпоксо- и фурано- группах.

Некоторые ксантофиллы существуют в виде сложных эфиров жирных кислот, гликозидов, сульфатов и белковых комплексов. Структура ксантофиллов отличается значительным разнообразием. В природе зарегистрировано около 800 видов ксантофиллов [12].

Приведенные факты еще раз подчеркивают актуальность настоящего исследования, направленного на доказательство терапевтического потенциала в лечение диабета и фармакологической ценности местного шафрана.

На рисунке 3 показана диаграмма содержания β-каротина в рыльцах шафрана, адаптированного к территории и климатическим условиям нашей страны, в сравнении с произрастающими в других странах Евразии.

Так, было установлено, что усредненное содержание β-каротина в рыльцах местного (Сурхандарьинского) шафрана составляет 416 мг/г, т.е.  несколько ниже, чем у турецкого, но больше, чем у иранского и индийского. При этом, наименьшее содержание β-каротина отмечается в индийском шафране провинции Кашмир.

Рисунок 3. Диаграмма сравнительного содержания β-каротина в различных экоформах шафрана

Заключение

Проведенное исследование позволяет придти к следующему заключению:

Шафран, содержащий различные природные биологически активные соединения, такие как кроцин, кроцетин, β-каротин и зеаксантин, может рассматриваться как потенциальное средство снижения уровня сахара в крови.

Наличие β-каротина в рыльцах шафрана присутствует в тех, или иных количествах во всех экоформах шафрана.

Показано, что по содержанию β-каротина шафран, культивируемый в Сурхандарьинской области южного региона Узбекистана, может составить конкуренцию турецкому и иранскому видам, что позволяет рассматривать его в качестве перспективного сырья для приготовления пищевых добавок гипогликемического и антиоксидантного действия.

Список литературы:

1. Aсқаров И.Р. “Сирли табобат” Тошкент “Фан ва технологиялар нашриёт-матбаa уйи” 2021, 339-354.
2. Asqarov I.R. “Dalillarga asoslangan xalq tabobati usullari” Toshkent “Fan va texnologiyalar nashriyot-matbaa uyi” 2023, 254-261.
3. Mohammed S.A., Yaqub A.G., Sanda K.A., Nicholas A.O., Arastus W., Muhammad M., Abdullahi S. Review on diabetes, synthetic drugs and glycemic effects of medicinal plants // Journal of Medicinal Plants Research. Vol. 7(36), pp.
4. Асқаров И.Р  “Табобат қомуси”  Тошкент   “Мумтоз сўз” 2019, 1010-1011.
5. Abdullaev F.I., Espinosa-Aguirre J.J. Biomedical properties of saffron and its potential use in cancer therapy and chemoprevention  trials // Cancer Detect. Prev. 2004, 28:426-432.
6. Kianbakht S., Hajiaghaee R. Anti-hyperglycemic effects of saffron and its active constituents, crocin and safranal, in alloxan-induced diabetic rats // J. Med. Plants 2011, 10:39-43.
7. Shirali S., Bathaie Z.S., Nakhjavani M. Effect of crocin on the insulin resistance and lipid profile of streptozotocin‐induced diabetic rats // Phytotherapy Research, 2013, 27(7). 1042–1047.
8. Farkhondeh T., Samarghandian S. The effect of saffron (Crocus sativus L.) and its ingredients on the management of diabetes mellitus and dislipidemia // African Journal of Pharmacy and Pharmacology. Vol. 2014 8(20), pp. 541-549.
9. Курдюков Е.Е., Семенова Е.Ф., Моисеева И.Я., Гаврилова Н.А., Пономарева Т.А. Количественное определение суммы каротиноидов в плодах дерезы китайской lycium chinense mill. // Химия растительного сырья. 2020. №3. С. 139–144.
10. Othman R., Ayuni F.H., Hassan N.M., Kamoona S. Characterization of Carotenoids Content and Composition of Saffron from Different Localities // Journal of Pharmacy and Nutrition Sciences, 2020, 10, 34-40.
11. Prakash D., Gupta Ch. Carotenoids: Chemistry and Health Benefits // Phytochemicals of Nutraceutical Importance. © CAB International 2014. -P.181-195.
12. Maoka T. Recent progress in structural studies of carotenoids in animals and plants. // Archives of Biochemistry and Biophysics, Volume 483, Issue 2, 2009, p: 191-195.