ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕМЕНТНОГО И ФЛАВОНОИДНОГО СОСТАВА Maclura pomifera

АННОТАЦИЯ

Исследован минеральный и флавоноидный состав плодов Maclura pomifera, произрастающего в Республике Узбекистан. Методом оптико-эмиссионой спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой в плодах Maclura pomifera обнаружено 15 элементов. Основными минералами в плодах являются калий, фосфор, сера, натрий, магний и железо. Следует отметить низкое содержание кальция. Токсичные элементы в результате исследования не обнаружены. Методом высокоэффективной жидкостной хроматографии исследован флавоноидный состав плодов Maclura pomifera, определены содержание рутина, кверцетина, апигенина, кемпферола и галловой кислоты. Среди обнаруженных соединений по содержанию преобладает галловая кислота.

ABSTRACT

The mineral and flavonoid composition of Maclura pomifera fruits growing in the Republic of Uzbekistan was studied. 15 elements were found in Maclura pomifera fruits using optical emission spectrometry with inductively coupled plasma. The main minerals found in the fruits are potassium, phosphorus, sulfur, sodium, magnesium and iron. It should be noted that the calcium content is low. Toxic elements were not detected. The flavonoid composition of Maclura pomifera fruits was studied using high-performance liquid chromatography. The content of rutin, quercetin, apigenin, kaempferol and gallic acid was determined. Gallic acid predominates among the compounds found.

Ключевые слова: Maclura pomifera, плоды, ИСП-ОЭС,ВЭЖХ, элементы, флавоноиды, галловая кислота.

Keywords: Maclura pomifera, fruits, ICP-OES, HPLC, elements, flavonoids, gallic acid.

Введение. Маклюра оранжевая (Maclura pomifera (Raf.) Schneid.) –листопадное дерево, относящее к роду маклюра (Maclura) семейства Тутовые (Moraceae) [1]. Плодовое дерево высотой до 15–20 метров. Листья темно–зелёного цвета длиной 8–13 см и шириной 5–8 см, осенью листья приобретают яркий жёлтый цвет. Растение является двудомным, то есть пестики и тычинки встречаются на разных деревьях. Имеющий сферическую форму плод напоминает незрелый апельсин, диаметр плодов достигает до 15 см, осенью плод приобретает яркий желто-зелёный цвет, также присутствуют различные цвета, в частности зелёный, желтый и красный. Корни мясистые и толстые, покрыты корой оранжевого цвета. Хотя плод не является ядовитым, является не съедобеным [4]. Родиной Maclura pomifera является США, культивируется в Канаде, Франции, Германии, Португалии, Швейцарии, Италии, Австралии, Голландии, Индии, Руминии, Российской Федерации, Казахстане, Туркменистане и Узбекистане [6].

В свежих фруктах Maclura pomifera содержится алкалоиды (0,012 %); гликозиды (0,0236 %); пектиновые вещества (46,04 %); жиры (5,16 %); (0,012 %); смолы (16,64 %) и сахара (4,46 %) [6]. Фрукты содержат осаджин; изоосаджин; дигидроосаджин; помиферин; изопомиферин; дигидро-изопомиферин; дисаин; лупеол; лупеол бензоат; лупан-3b,20-диол; лупан-3b,20-диол-3-моноацетат; луренил; луренил ацетат; луренил бензоат; бутироспермол; кемпферол-7-глюкозид [2; 6]. 

Растение обычно используется как «живая изгородь» в качестве ветрозащитных деревьев. Фрукты проявляют антиоксидантные свойства и применяется в пищевой промышленности как консервант [8]. Племена североамериканских индейцев использовали отвар корней Maclura pomifera для промывания глаз при воспалении. Исследование биологической  активности экстрактов плодов и коры, а также основных изофлавоноидов плодов, осаджина и помиферина, показало репеллентное действие, а также противомикробную, противовоспалительную, противоопухолевую, кардиопротекторную активность. Осаджин и помиферин помимо этого обладают выраженной антиоксидантной активностью [3; 5; 7; 9; 10].

Целью данной работы является изучение минерального и флавоноидного состава плодов Maclura pomifera произрастающего в Республике Узбекистан.

Материалы и методы. Плоды Maclura pomifera были собраны в городе Фергана Республики Узбекситан в октябре 2024 года.

Определение макро- и микроэлементов. Для анализа 200 мг образца исследуемого образца взвешивали на аналитических весах (FA220 4N). Для перевода образца в минеральное состояние использовалось устройство минерализации (MILESTONE Ethos Easy, Италия). Для этого в пробирку прибора помещали образец (200 мг), 6 мл азотной кислоты (HNO₃) и 2 мл перекиси водорода (H₂O₂) в качестве окислителя. Минерализацию проводили в течение 50 минут при 180°С. После завершения процесса минерализации смесь из пробирки переносили в отдельную коническую мерную колбу и разбавляли до 50 мл дистиллированной водой. Раствор из колбы помещается в специальные пробирки в отделение автоматического отбора проб для анализа. Подготовленный образец анализировали на оптико-эмиссионном спектрометре с индуктивно связанной плазмой Avio200 ICP-OES (Perkin Elmer, США). Уровень точности прибора высок и позволяет определять элементы в растворе с точностью до 10^-9 г. Результаты анализа методом ISP-OES приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Содержание минералов в плодах Maclura pomifera

Определение флавоноидов. Для извлечения флавоноидов из плодов Maclura pomifera в качестве растворителя использовали 96 %-ный этиловый спирт. Для этого 2 грамма образца смешивали с 20 мл спирта и экстрагировали с помощью магнитной мешалки при температуре 90°С в течение 75 минут. ВЭЖХ марки «Agilent-1200». В качестве неподвижной фазы при определении количества рутина, галловой кислоты и кверцетина в образце использовали колонки Agilent Zorbax 4,6 мм ID x 12,5 мм и Perkin Elmer C18 250x4,6 мм 5 мкм C18 (США). Приготовляли растворы 0,5 %-ного раствора уксусной кислоты и стандартных растворов флавоноидов (рутин, кверцетин, апигенин, кемпферол и галловая кислота) в ацетонитриле с различной концентрацией: 0,025 мг/мл и 0,05 мг/мл и анализировали в течение 18 мин. при скорости потока 0,8 мл/мин., температуры термостата 40^°С в следующем градиентном режиме (Таблица 2). Хроматограмма флавоноидов приведена на рисунке 1.

Таблица 2.

Градиентный режим ВЭЖХ

Рисунок 1. Хроматограмма флавоноидов

Результаты и их обсуждение. Результаты анализа макро и микроэлементов в плодах Maclura pomifera приведены в таблице 1. Определены концентрации 15 элементов. Общее содержание минералов составило 469,412 мг/10г. Содержание макроэлементов составляет 456,771(97,31 %). Среди макроэлементов обнаружены: натрий, магний,         фосфор, сера, калий, кальций (рис. 2). Содержание макроэлементов увеличивается в следующем порядке: Ca < Na< S < Mg < P < K. В наибольшем количестве обнаружен калий (327,574 мг/10 г), который составляет 69,78 % от общего содержания элементов. Количество калия на 6,63 раза больше чем фосфор и 278,8 раза больше чем кальций. В наименьшем количестве обнаружен кальций (1,175 мг/10 г). Результаты анализов показывает, что в плодах Maclura pomifera содержится значительное количество макроэлементов.

Рисунок 2. Содержание макроэлементов в плодах Maclura pomifera

Содержание микроэлементов составляет 12,641 мг/10г (2,69 %). Содержание макроэлементов увеличивается в следующем порядке: Mn < Cu < Zn < Mo < B < Al < Si < Fe (рис.2.). В наибольшем количестве обнаружено железо (7,71 мг/10 г). Количество железа на 4,67 раза больше, чем кремния и на 74,85 раза больше, чем марганца. Токсичные элементы в плодах яблок не обнаружены.

Рисунок 3. Содержание микроэлементов в плодах Maclura pomifera

Также изучен флавоноидный состав плодов Maclura pomifera. Обнаружены: рутин, кверцетин, апигенин, кемпферол и галловая кислота. Общее содержание найденных флавоноидов составляет 4,812 г/кг (рис. 3.). В наибольшем количестве обнаружена галловая кислота (4,074 г/кг). Для плодов характерно значительное содержание галловой кислоты. Обнаруженные соединения обладают антиоксидантными свойствами и участвуют в нейтрализации свободных радикалов и активных форм кислорода.

Таблица 2.

Содержание флавоноидов в плодах Maclura pomifera

Заключение

Методом оптико-эмиссионой спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой исследован макро и микроэлементный состав плодов Maclura pomifera, произрастающего в Республике Узбекистан. В плодах основными макро и микроэлементами являются железо, натрий, сера, магний, фосфор, калий. Токсичные элементы не обнаружены. Также изучен флавоноидный состав плодов методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Плоды содержат рутин, кверцетин, апигенин, кемпферол и галловую кислоту. Установлено, что плоды Maclura pomifera являются источником важнейших минералов и антиоксидантов, могут быть предложены для приготовления различных биологически активных добавок.

Список литературы:

1. Вульф Е. В., Малеева О. Ф. Мировые ресурсы полезных растений: пищевые, кормовые, лекарственные и др. / отв. ред. Ф. Х. Бахтеев; БИН АН СССР. – Л.: Наука, 1969. – 566 с.
2. Darji K., Miglis C., Wardlow A., Abourashed E.A. HPLC determination of isoflavone levels in osage orange from the Midwest and southern United States // Journal of Agricultural and Food Chemistry. – 2013. – Vol. 61(28). – Рp. 6806–6811.
3. Kupeli E., Orhan I., Toker G., Yesilada E. Anti-inflammatory and antinociceptive potential of Maclura pomifera (Rafin.) Schneider fruit extracts and its major isoflavonoids, scandenone and auriculasin // Journal of Ethnopharmacology. – 2006. – Vol. 107. – Рp.169–174.
4. Maclura pomifera // Flora of North America: North of Mexico: in 30 vol./ ed. By FNA Editorial Committee. – New York: Oxford University Press, 1997. –Vol. 3: Magnoliophyta: Magnoliidae and Hamamelidae. – 616 p.
5. Schall E.D., Quackenbush F.W. The antioxidants of the osage orange fruit // Journal of the American Oil Chemists' Society. – 1956. – Vol. 33. – Рp.80–82.
6. Smith J.L., Perino J.V. Osage Orange (Maclura pomifera): History and Economic Uses // Economic Botany. – 1981. – Vol.35(1). – Рp. 24–41.
7. Son I.H., Chung I-M., Lee S.I., Yang H.D., Moon H-I. Pomiferin, histonedeacetylase inhibitor isolated from the fruits of Maclura pomifera. // Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters. – 2007. – Vol.  17. – Рp. 4753–4755.
8. Tsao R., Yang R., Young J.C. Antioxidant isoflavones in osage orange Maclura pomifera (Raf.) Schneid // Journal of Agricultural and Food Chemistry. – 2003. – Vol. 51. – Рp. 6445–6451. 
9. Vesela D., Kubi R., Museli J., Zemlicka M., Suchy V. Antioxidative and EROD activities of osajin and pomiferin. // Fitoterapia. – 2004. – Vol. 75. – Рp.209–211.
10. Yang R., Hanwell H., Zhang J., Tsao R., Meckling K.A. Antiproliferative activity of pomiferin in normal (MCF-10A) and transformed (MCF-7) breast epithelial cells // Journal of Agricultural and Food Chemistry. – 2011. – Vol. 59. – Рp. 13328–13336.