ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ФЛАВОНОИДОВ, СОДЕРЖАЩИХСЯ В СОСТАВЕ КОЖУРЫ ЛУКА (Allium сepa) МЕТОДОМ ХРОМАТОГРАФИИ

АННОТАЦИЯ

В данной статье приведены сведения по ботаническим, фитонцидным свойствам и химическому составу растения лука (Allium сepa). Особое внимание было уделено изучению лечебных свойств и биологических функций флавоноидов. Определен флавоноидный состав кожуры растения методом жидкостной хроматографии. Изучены некоторые физические свойства кверцетина, дигидрокверцетина, рутина и лютионина.

ABSTRACT

This article provides information on the botanical, phytoncidal properties and chemical composition of the onion plant (Allium сepa). Particular attention was paid to the study of the medicinal properties and biological functions of flavonoids. The flavonoid composition of the plant peel was determined using liquid chromatography. Some physical properties of quercetin, dihydroquercetin, rutin and luthionine have been studied.

Ключевые слова: Allium cepa, флавоноиды, фитонциды, аллицин, аллиин, аллииназа, кверцетин, дигидрокверцетин, рутин, лютионин.

Keywords:Allium сepa,flavonoid, phytoncide, allicin, alliin, alliinase, quercetin, dihydroquercetin, rutin, luthionine.

Введение

Allium cepa – многолетнее травянистое растение (на практике двулетнее),относится к роду Лук, подсемейству Луковые (Alliceae), семейству амириллисовые (Amarullidaceae), порядку (Asparagales),произрастает почти на всех континентах Земли. Оно относится к овощным культурам. Это семейство включает 650 видов [1,16].

Характерным признаком растений является наличие в их составе около 100 серосодержащих соединений. Эти вещества придают растению неповторимый резкий запах и определяют его полезные свойства. В результате многих исследований, направленных на изучение состава лука, установлено, что аллиин составляет 65-75% соединений серы. Аллиин, находящийся в цитоплазме клеток, является относительно химически инертным сульфоксидом. Аллииназа, входящая в состав вакуоли, реагирует со своим субстратом аллиином при механическом повреждении клетки или патогенными микроорганизмами, в результате чего образуется аллицин [2].

Биологические свойства и функции флавоноидов недостаточно изучены. Они входят в иммунную систему растений и повышают устойчивость к болезням. Исходя из вышеизложенного, представляет практический интерес количественное определение флавоноидов в шелухе местных сортов лука, произрастающего в регионе Ферганской долины.

Целью настощего исследования является изучение химического состава кожуры местных сортов лука, в частности определение в них количества флавоноидов, с применением жидкостной хроматографии для дальнейшего использования полученной информации в народной медицине.

Анализ научной и популярной литературы показывает многочисленные данные по химическому составу и лечебным свойствам лука. Так, И. Скобеловская обнаружила наличие стероидных гликозидов (производных диосгенина и прегнана), обладающих антимикробным действием на культурах Candida albicans, Saccharomyces cerevisiae и Escherichia coli.[3]. Также, в экспериментах было показано, что спиртовой экстракт кожицы лука ингибирует рост грибов, принадлежащих к семействам Aspergillus, Botrutis, Fusarium и Penicillium [4,5].

Шелуха лука содержит витамины С, Е, РР и В группы, каротин, фитонциды, органические кислоты, соли калия, фосфора, железа, 8-14% сахаров, в том числе инулин, 1,5-2% белков, витамины, флавоноиды, ферменты, сапонины, минералы и фитонциды, а также меркаптометилпентанол [6]. Наиболее распространенными флавоноидами, обнаруженными в луке, являются кверцетин-4'-моногликозид и кверцетин-3,4'-дигликозид, на долю которых приходится более 85% от общего содержания флавоноидов [1,13,15].

Растения семейства Alliceae содержат соединения, связывающие серу, что определяет их полезные свойства. Среди серосодержащих веществ основное место занимает аллиин, который образуется при поражении растений микроорганизмами и обусловливает его антимикробное действие.

Флавоноиды являются производными гидроксисоединений флавонов: 2,3-дигидрофлавоны (флаваноны), изофлавоны (изофлавоноиды), 4-фенилкумарины (неофлавоноиды). Существуют также флавонолы с восстановленной карбонильной группой, флавонолы и другие соединения с двумя связанными друг с другом бензольными кольцами - халкон, дигидрохалкон и ауроны [7].

Флавоноиды являются антиоксидантами в пищевых продуктах, а также добавками, пигментами, придающими разную окраску. Например, антоцианы (гликозиды) красного, синего, фиолетового цвета, флавоны, флавонолы и халконы дают желтую и золотистую окраску, катехины и лейкоантоцианы бесцветны [8].

Биологические функции флавоноидов мало изучены. Но есть некоторые данные об их участии в процессе фотосинтеза, синтезе лигнина и суберина, в контроле прорастания семян и др. Их способность к поглощению УФ-лучей защищают растение от избыточного излучения. Флавоноиды защищают растение от заражения патогенными грибами, повышают иммунитет растений, некоторые флавоноиды обладают антимикробным действием [9,15,16].

Из флавоноидов рутин и кверцетин используется в качестве лекарственных средств. Вместе с витамином С они предотвращают разрыв сосудов, капилляров, уменьшают свертываемость крови и повышают эластичность клеток эритроцитов [10].

В шелухе лука, произрастающего в Ферганской области республики Узбекистан  обнаружены водорастворимые витамины в следующих количестах: 10 мг B₉; 10 мг, от 1 до 1,5 мг другие витамины B₁, B₃, B₆, B₁₂ и PP. По результатам хроматографического анализа в кожуре лука витамин С необнаружено. Значимые содержания витамина B₉ позволяют использовать этот материал для приготовления лекарственных препаратов, повышающих иммунитет человека [13,14].

Экспериментальная часть

Хроматографическое исследование. Навеску 5 г образца (кора Allium cepa) взвешивали на аналитических весах и помещали в плоскодонную колбу на 300 мл, снабженную обратным холодильником. В колбу с образцом вносили 50 мл 70%-ного раствора этанола. Смесь кипятили при 70-80^°С при интенсивном перемешивании в течение 1 часа на магнитной мешалке, а затем продолжали перемешивание уже при комнатной температуре еще 2 часа. Смесь охлаждали и фильтровали. Осадок дважды промывали 25 мл 70% этанола. Фильтраты объединяли, помещали в мерную колбу вместимостью 100 мл и доливали до метки 70%-ным раствором этанола. Полученный раствор центрифугировали на центрифуге со скоростью 6000-8000 об/мин в течение 20-30 минут. Образец для проведения хроматографического анализа был взят из верхней части раствора полученного раствора. В качестве элюентов использовали фосфатную буферную систему и ацетонитрил.

Условия хроматографии: Хроматограф Agilent-1200 (с автодозатором), колонка Exlipse XDB C 18, 5 мкм, 4,6×250 мм; Детектор - диодный матричный (DAD), 247 нм, 254 нм, 276 нм. Скорость потока 1 мл/мин, элюент фосфатный буфер: ацетонитрил: 0-5 мин 95:5; 6-12 мин 70:30; 12-13 мин 50:50; 13-15 мин 95:5. Температура термостата 30 ^o C. Хроматограф калибровали по стандартным растворам.

Результаты и их обсуждение

В лаборатории научно исследовательского института биоорганической химии АН Республики Узбекистан имени О.Садыкова методом жидкостной хроматографии определены флавоноиды в кожуре Allium sepa (2023 г, июль). Ниже приводятся полученные хроматограммы веществ.

Рисунок 1.

На основании экспериментов и анализов определяли содержание флавоноидов в миллиграмм в грамме образца, взятого на анализ.

Результаты представлены в таблице 1

Таблица 1.

Количество флавоноидов, содержащихся в кожуре Allium cepa

Из таблицы видимо, что каждый грамм кожуры Allium sepa содержит следующие флавоноиды: кверцетин 13,51 мг, рутин – 3,97 мг, дигидрокверцетин– 2,3 мг и лютионин 0,01 мг.

С целью установления практического использования этих веществ были изучены их физико-химические свойства.

Кверцетин – природное биохимическое вещество из группы флавоноидов. Это название происходит от латинского слова дуб. Он относится к группе витаминов Р. Молярная масса - 302,236 г/моль, эмпирическая формула C₁₅H₁₀O₇. Кверцетин представляет собой желтое кристаллическое вещество с антиоксидантными свойствами. Растворяется 0,345 г/100 мл в этаноле и 4,35 г/100 мл в уксусной кислоте [12].

Рутин - (рутозид, кверцетин-3-О-рутинозид,софорин)гликозид. Он также считается витаминным веществом, витамином P. Впервые назван рутин в 1842 году, потому что его обнаружили в полукустарниковом растении рута душистая. Молярная масса - 610,517 г/моль, формула С₂₇Н₃₀О₁₆. Рутин является светочувствительным и гигроскопичным веществом. Температура плавления 195⁰С. Растворимость в воде 12,5 г/100 мл. Растворим в сероуглероде и бензоле. Рутин представляет собой мелкие зеленовато-желтые кристаллы без запаха и вкуса, темнеющие на свету [12].

Дигидрокверцетин является природным антиоксидантом и бифлавоноидом. Молярная масса - 304,25 г/моль, формула С₁₅Н₁₂О₇. Он является природным биофлавоноидом, его обнаружили в оболочках личинок Сибирских стрекоз. Структура и функции аналогичны кверцетину и рутину, но по сравнению с ними он обладает более высокой фармакобиологической активностью, а также обладает токсическими свойствами. Хорошо растворим в ацетоне, метиловом и этиловом спиртах, пропиленгликоле-1,2, этилацетате, нерастворим в хлороформе, диэтиловом эфире и углеводородах [12].

Лютионин представляет собой один тип флавоноидов с желтыми кристаллами. Молярная масса - 286 г/моль, формулаС₁₅Н₁₀О_7.Температура кипения 326 - 330°С, растворимость в воде 0,388 г/л при 25°С. Он является крисителем желтого света, было выделено из растения Reseda luteola, которое использовалось в качестве источника красителя с первого тысячелетия до нашей эры.

Выводы

Принимая во внимание вышеизложенное, можно сделать следующие выводы:

• Allium cepa имеет в своем составе много полезных веществ;
• При хроматографическом анализе кожуры лука определены флавоноиды (13,51 мг кверцетина, 3,97 мг рутина, 2,3 мг дигидрокверцетина и 0,01 мг лютионина);
• на основании литературных данных и результатов анализа рекомендуем кожуру лука Allium cepa как сырье для изготовления лекарственных препаратов.

Список литературы:

1. Введенский А. И. Род 267. Лук — Allium L. // Флора. В 30-ти томах / Главный редактор и редактор тома акад. В. Л. Комаров.- М.:Л.: Издательство Академии Наук, 1935. — Т. IV. - С. 142.
2. Hawkesford, M. Managing sulphur metabolism in plants / M. Hawkesford, L. de Kok // Plant Cell and Envirom. - 2006. - Vol. 29. - P. 382-395.
3. Sobolewska, D. Allium ursinum: botanical, phytochemical and pharmacological overview/ D. Sobolewska [Электронныйресурс] – Режимдоступа: http://www.readcube.com/articles/10.1007/s11101-013-9334-0.
4. Chemical Composition and in Vitro Antifungal Activity Screening of the Allium ursinum L. (Liliaceae) / J. S. Lazarevic [ et al.] // Int J Mol Sci. -2012. – Vol. 13,№2. – P. 1426–1436.
5. Ledezma, E. Ajoene the main active compound of garlic (Allium sativum): a new antifungal agent/ E. Ledezma, R. Apitz-Castro // Rev IberoamMicol. – 2006. – Vol. 23, №2. – P. 75-80.
6. Inhibition of peroxynitrite-mediated cellular toxicity, tyrosine nitration, and α1-antiproteinase inactivation by 3-mercapto-2-methylpentan-1-ol, a novel compound isolated from Allium cepa. Rose, Widder, Looft, Pickenhagen, Ong, Whiteman. Biochemical and Biophysical Research Communications. Volume 302, Issue 2, 7 March 2003, Pages 397—402.
7. Флавоноиды // Кнунянц И.Л. идр. Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия, 1990
8. Ross J. A, Kasum C. M. Dietary flavonoids: bioavailability, metabolic effects, and safety // Annu Rev Nutr. — 2002. — Т. 22. — С. 19—34. — PMID 12055336
9. Middleton E., Jr., Kandaswami C., Theoharides T.C. The Effects of Plant Flavonoids on Mammalian Cells:Implications for Inflammation, Heart Disease, and Cancer. Pharmacol. Rev. 2000. V.52, No.4. P.673-751
10. Машковский М. Д. Лекарственные средства. — 15-е изд. — М.: Новая Волна, 2005. — С. 629—630. — 1200 с. — ISBN 5-7864-0203-7.
11. Dorrigiv M., Zareiyan A., Hosseinzadeh H. Onion (Allium cepa) and its Main Constituents as Antidotes or Protective Agents against Natural or Chemical Toxicities: A Comprehensive Review //Iranian Journal of Pharmaceutical Research: IJPR. – 2021. – Т. 20. – №. 1. – С. 3.
12. Medina J. H. et al. Overview—flavonoids: a new family of benzodiazepine receptor ligands //Neurochemical research. – 1997. – Т. 22. – №. 4. – С. 419-425.
13. Аскаров И.Р., Марупова М.А. , Ахаджонов М.М. Значение растения Allium cepa в народной медицине и анализ витаминов в луковой корочке. ФерГУ. Научный вестник.2023, №6. / DOI: 10.56292/SJFSU/vol29_iss6/a96
14. Копытько Я.Ф. Содержание суммы флавоноидов в настойках гомеопатических матричных Allium cepa l // ГОМЕОПАТИЧЕСКИЙ ЕЖЕГОДНИК – 2020. Сборник материалов XXX научно-практической конференции с международным участием. 2020
15. Азарова О.Б. , Галактионова Л.П. Флавоноиды: Механизм противовоспалительного действия // Химия растительного сырья. 2012. №4. С. 61-78.
16. Зинченко Г.А., Киселева Т.Л., Нефедова А.В. Хроматографическое изучение флавоноиднго состава свежих луковиц Allium cepa l., используемых в гомеопатии //"Традиционная медицина" . - 2004 г. №2(3)