КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ В ЭКСТРАКТЕ РАСТЕНИЯ Sophora japonica L.

АННОТАЦИЯ

В данном исследовании цветочные почки растения Sophora japonica L., произрастающего в Узбекистане, экстрагировались водой, метанолом и различными концентрациями этанола: 50%, 70% и 96%. Процесс экстракции проводили при температуре, соответствующей температуре кипения растворителей, при постоянном перемешивании. В полученных экстрактах количественно проанализированы биологически активные вещества на содержание рутина и кверцетина. Для анализа экстракта цветочных почек Sophora japonica L. использовали метод высокоэффективной жидкостной хроматографии. Результаты исследования показывают, что содержание рутина в этанольных и метанольных экстрактах выше, чем кверцетина, причем было обнаружено, что кверцетин имеет относительно высокие значения как в водных, так и в 50% этанольных экстрактах.

ABSTRACT

In this study, flower buds of Sophora japonica L., growing in Uzbekistan, were extracted with water, methanol and different concentrations of ethanol: 50%, 70% and 96%. The extraction process was carried out at a temperature corresponding to the boiling point of the solvents, with constant stirring. The obtained extracts were quantitatively analyzed for biologically active substances for the content of rutin and quercetin. High-performance liquid chromatography was used for the analysis. High performance liquid chromatography was used to analyze the flower bud extract of Sophora japonica L. The results showed that the content of rutin in ethanol and methanol extracts was higher than that of quercetin, and quercetin was found to have relatively high values ​​in both aqueous and 50% ethanol extracts.

Ключевые слова: Sophora Japonica L., флавоноиды, экстракция, растворители, ВЭЖХ, антибактериальные и антиоксидантные свойства.

Keywords: Sophora Japonica L., flavonoids, extraction, solvents, HPLC, antibacterial, antioxidant.

Введение

Известно, что биологически активные вещества, выделяемые из лекарственных растений, широко используются в народной медицине, пищевой промышленности, фармацевтике и различных других отраслях народного хозяйства. Выявление растительного сырья, содержащего лекарственные вещества, и разработка эффективных методов его извлечения в настоящее время имеют большое значение как в фармацевтике, так и в народной медицине. Одним из таких растений является растение софора японская (Sophorajaponica L).

Sophorajaponica L. — многолетнее древесное листопадное растение семейства бобовых [1]. В некоторых частях софоры японской обнаружены флавоноиды, тетрагликозиды, изофлавоноиды, изофлавоновыететрагликозиды, тритерпеновые гликозиды, фосфолипиды, алкалоиды, аминокислоты и полисахариды. Кроме того, софора японская содержит пять основных флавоноидов — рутин, кверцетин, изорамнетин, генистеин и кемпферол [2].

Его цветы и бутоны являются важным экономически ценным растением в пищевой и фармацевтической промышленности благодаря своим антиоксидантным свойствам [3].

Растение софора японская используется в традиционной медицине уже более 2000 лет, а его цветы, плоды, кора, ветви и листья применяются для снижения температуры, устранения отравлений, снижения артериального давления и остановки кровотечения [4].

Современные фармакологические исследования показали, что растение софора японская обладает различными полезными биологическими эффектами, такими как антибактериальные, антиоксидантные, противовоспалительные, противораковые и кардиопротекторные свойства [5; 6; 7]. Польза для здоровья от этих процессов связана с фитохимическими компонентами растения, включая флавоноиды, тритерпеноиды, полисахариды, эфирные масла, жирные кислоты, аминокислоты и микроэлементы [8; 9]. Среди этих биологически активных соединений флавоноиды в большом количестве содержатся во всех частях растения софоры японской [4].

Сушеные цветы и бутоны японской софоры используются в традиционной китайской медицине. Эти цветы и бутоны в настоящее время включены в китайскую и европейскую фармакопеи и, как отмечается, обладают кровоостанавливающими свойствами и способностью снимать жар в печени [10].

В последние годы многочисленные исследования invivo и invitro показали, что экстракты цветов и почек софоры японской проявляют антиоксидантное [11], противовоспалительное [12], антибактериальное [13], противоопухолевое [14], отбеливающее и защитное для кожи [15] действие. Состав экстрактов цветков и почек софоры японской схож, причем одними из основных биологически активных соединений являются флавоноиды. Особенно много в нем флавоноида рутина, причем в почках его содержание выше, чем в цветках [16].

Целью данного исследования было определение содержания рутина и кверцетина в экстрактах цветочных бутонов Sophorajaponica L. в различных растворителях с использованием высокоэффективной жидкостной хроматографии и определение эффективного метода экстракции для выделения флаванолов.

Материалы и методы исследования

Цветочные бутоны Sophorajaponica L., объекта исследования, экстрагировались водой, метанолом и различными концентрациями этанола: 50%, 70% и 96%. Процесс экстракции проводили при температуре, соответствующей температуре кипения растворителей, при постоянном перемешивании в течение 3 часов. Полученные экстракты разбавляли в метаноле, и флавоноиды качественно и количественно анализировали с использованием стандартных растворов с использованием прибора ВЭЖХ ((LC-40D, Shimadzu, Япония), колонка 250×4,6 мм, 5 мкм колонка Shimpack GIST C18 HPLC, Shimadzu (Япония), скорость потока подвижной фазы 0,8 мл/мин., температура колонки 30 °C, градиент соотношения подвижной фазы следующим образом: (0,5% CH₃COOH: ацетонитрил: метанол) 0-3,0 мин - 70:20:10, 10,0-17,0 мин - 50:30:20, 19,0-20,0 мин - 70:20:10.).

Обсуждение полученных результатов

Фитохимические компоненты цветочных бутонов Sophorajaponica L. включают полифенолы, аминокислоты, полисахариды, тритерпеновые сапонины, стерины, дубильные вещества, эфирные масла и жирные кислоты. Общее содержание фенолов и флавоноидов в побегах Sophorajaponica L. значительно выше, чем в цветках, и эти полифенолы в основном состоят из свободных фенолов, количество которых значительно превышает количество связанных фенолов [17]. Это означает, что фенольные соединения легче усваиваются и почки обладают лучшей биологической активностью. Учитывая это, были получены отдельные хроматограммы ВЭЖХ полученных из приготовленных экстрактов (рисунок 1).

Рисунок 1. Спектры ВЭЖХ экстрактов из цветочных почек Sophora japonica L.: а) стандартный спектр рутина и кверцетина; б) спектр водного экстракта; в) 50% этанола; г) 70% этанола; г) 96% этанол; г) спектр метанольного экстракта

Результаты исследования показывают, что количество рутина и кверцетина в экстрактах цветочных бутонов Sophorajaponica L. в различных растворителях показано на хроматограммах ВЭЖХ, и можно заметить, что количество рутина в этанольных и метанольных экстрактах выше, чем количество кверцетина (рисунок 2).

Рисунок 2. А) Цветочные бутоны Sophorajaponica L.; В) водные, 50%, 70%, 96% этанольные, метанольные экстракты; С) Содержание рутина и кверцетина в экстрактах

Было обнаружено, что кверцетин имеет относительно высокие значения как в водных, так и в 50% этаноловых экстрактах.

Заключение

Цветочные почки Sophorajaponica L., выращенные в Узбекистане, были экстрагированы в различных растворителях, и количество рутина и кверцетина в экстрактах было определено с использованием метода ВЭЖХ Было обнаружено, что наибольшее количество рутина было обнаружено в 70% этаноловом экстракте (12,554 мг/100 мг), а кверцетина — в 50% этаноловом экстракте (0,398 мг/100 мг).

В ходе исследований мы планируем ввести функционально-активные группы в выделенные молекулы рутина и кверцетина, а также изучить лигандные свойства их новых производных по отношению к ионам тяжелых и токсичных металлов.

Список литературы:

1. He, X., Bai, Y., Zhao, Z., Wang, X., Fang, J., Huang, L., Zheng, X. Local and traditional uses, phytochemistry, and pharmacology of Sophora japonica L.: A review. Journal of Ethnopharmacology. - 2016. -№187. –РР.160–182.
2. Kim JM, Yun-Choi HS: Anti-platelet effects of flavonoids and flavonoidglycosides from Sophora japonica. Arch Pharm Res. -2008. -V.31(7). –PP. 886-890.
3. Meng, F., Zhang, C., Li, J., Wang, L. Self-assembling crystals of an extract of Flossophoraeimmaturus for improving the antioxidant, mechanical and barrier properties of a cassia gum film. International Journal of Biological Macromolecules. -2021 -V.167. –PP.1281–1289.
4. Abdelhady, M. I., Kamal, A. M., Othman, S. M., Mubarak, M. S., Hadda, T. B. Total polyphenolic content, antioxidant, cytotoxic, antidiabetic activities, and polyphenolic compounds of Sophora japonica grown in Egypt. Medicinal Chemistry Research. -2015. –V.24(2). –PP.482–495.
5. Gong, Y., Fan, L., Wang, L., Li, J. Flossophoraeimmaturus: Phytochemistry, bioactivities, and its potential applications. Food Reviews International. -2021. –V.39(6). –PP.3185–3203.
6. Wang, J. R. Multi-component and antioxidant activities analysis in different parts of Sophora japonica. Chinese Traditional and Herbal Drugs. -2020. –V.51(17). –PP.4513–4520.
7. Vetrova, E., Maksimenko, E., Borisenko, S., Lekar, A., Borisenko,N. Minkin, V. Extraction of rutin and quercetin antioxidants from the buds of Sophorajaponica (Sophora japonica L.) by subcritical water. Russian Journal of Physical Chemistry B. -2017. –V.11(7). –PP.1202–1206.
8. Wang, J. R., Song, X. H., Li, L. Y., Gao, S. J., Shang, F. H., Zhang, X. M., Yang, Y. Metabolomic analysis reveals dynamic changes in secondary metabolites of Sophora japonica L. during flower maturation. Frontiers in Plant Science. -2022. V.13. –PP.916-410.  https://doi.org/10.3389/fpls.2022.916410
9. Chinese Pharmacopoeia Commission. Chinese pharmacopoeia. China Medical Science Press. Beijing.  -2015. Vol.1. –PP.292-293.
10. Peng, F., Xu, P., Zhao, B. Y., Zong, M.H. Lou,W. Y. The application of deep eutectic solvent on the extraction and in vitro antioxidant activity of rutin from Sophora japonica bud. Journal of Food Science and Technology. -2018. –V.55(6).–PP. 2326–2333.
11. Liu, Y., Huang, W., Ji, S., Wang, J., Luo, J., Lu, B. Sophora japonica flowers and their main phytochemical, rutin, regulate chemically induced murine colitis in association with targeting the NF-κB signaling pathway and gut microbiota. Food Chemistry. -2022. –V.393. DOI: 10.1016/j.foodchem.2022.133395.
12. Yang, W. Y., Won, T. H., Ahn, C. H., Lee, S. H., Yang, H. C., Shin, J., Oh, K. B. Streptococcus mutanssortase A inhibitory metabolites from the flowers of Sophora japonica. Bioorganic, Medicinal Chemistry Letters. -2015. -V.25(7). –PP.1394–1397.
13. Jayameena, P., Sivakumari, K., Ashok, K., Rajesh, S. Rutin: A potential anticancer drug against human colon cancer (HCT116) cells. International Journal of Biology, Pharmacy and Allied Sciences. -2018. –V.7(9). –PP.1731–1745.
14. Li, L., Huang, T., Lan, C., Ding, H., Yan, C., Dou, Y. Protective effect of polysaccharide from Sophora japonica L. flower buds against UVB radiation in a human keratinocyte cell line (HaCaT cells). Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology. -2019. V.191. –PP.135–142.
15. Gong, Y., Fan, L., Wang, L., Li, J. Flossophoraeimmaturus: Phytochemistry, bioactivities, and its potential applications. Food Reviews International. -2021. -V.39(6). –PP.3185–3203.
16. Mengliev, M., Abdurakhmanova, U. Development of reversed-phase HPLC method for isolation and quantification of rutin and quercetin from flower buds of Sophora Japonica L. Science and innovation. -2024. -V.3(A10). –PP.128-134.
17. Tian, J., Gong, Y., Li, J. Nutritional Attributes and Phenolic Composition of Flower and Bud of Sophora japonica L. and Robiniapseudoacacia L. Molecules. -2022. –V.27(24).DOI:10.3390/molecules27248932.