ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ВИТАМИНОВ В ЭКСТРАКТАХ Salix babylonica L.

АННОТАЦИЯ

Изучено содержание водорастворимых витаминов в корнях Salix babylonica L. произрастающей в Республике Узбекистан. Методом высокоэффективной жидкостной хроматографии в корнях S. babylonica L. обнаружено 5 водорастворимых витаминов: B₁; B₂; B₃; B₉ и С. Общее содержание витаминов составило 39,278 мг/100 г. В наибольшем количестве обнаружен витамин В₁ (19,975 мг/100 г), содержание которого составляет 50,85% от общего содержания водорастворимых витаминов. Содержание витамина B₁ в 19,92 раза больше, чем витамин B₉ и 2,5 раза больше, чем витамин B₂. Для корней S. babylonica L. характерно преобладание водорастворимых витаминов B₁(тимин); B₂(рибофлавин) и B₃(ниацин).

ABSTRACT

The content of water-soluble vitamins in the roots of Salix babylonica L. growing in the Republic of Uzbekistan was studied. Using high-performance liquid chromatography, 5 water-soluble vitamins were found in the roots of S.babylonica L.: B₁; B₂; B₃; B₉ and C. The total vitamin content was 39.278 mg/100 g. Vitamin B₁ was found in the largest amount (19.975 mg/100 g), the content of which is 50.85% of the total content of water-soluble vitamins. The content of vitamin B₁ is 19.92 times higher than vitamin B₉ and 2.5 times higher than vitamin B₂. The roots of S. babylonica L. are characterized by the predominance of water-soluble vitamins B₁ (thymine); B₂ (riboflavin) and B₃ (niacin).

Ключевые слова: Salix babylonica L., корни, экстракция, ВЭЖХ, водорастворимые витамины, витамин B₁.

Keywords: Salix babylonica L., roots, extraction, HPLC, water-soluble vitamins, vitamin B₁.

Введение

Salix babylonica L. (Ива вавилонская или Ива плакучая) древесное растение рода Salix (Ива) семейства Salicaceae (Ивовых). Лиственное дерево средних и крупных размеров, достигающее высоты 20–25 метров. Оно отличается быстрым ростом, но относительно короткой продолжительностью жизни — от 40 до 75 лет. Побеги имеют желтовато-коричневый оттенок и мелкие почки. Листья расположены поочередно и спиралевидно, узкие, светло-зелёные, длиной от 4 до 16 см и шириной 0,5–2 см. Края листьев мелкопильчатые, с длинным заострённым кончиком. Осенью листья приобретают золотисто-жёлтый цвет. Цветы собраны в серёжки, которые появляются ранней весной. Растение двудомное: мужские и женские серёжки формируются на разных деревьях[1].

Salix babylonica L. - вид ивы, происходящий из засушливых районов Восточной Азии. Однако уже на протяжении многих столетий культивируется и в других частях Азии и Европы.

В составе растения Salix babylonica L. определены различные классы соединений таких как, флавоноиды, органические кислоты, фенольные соединения, терпены, фитостерины, лигнаны и летучие вещества.

Основными флавоноидами присутствующими в Salix babylonica L. являются апигенин-7-О-галактозид [2]; хризоэриол; лютеолин; лютеолин-6-С-β-D-глюкопиранозид; лютеолин-7-С-β-D-глюкопиранозид; лютеолин-4¢-О-глюкозид; кемпферол-7-О-глюкопиранозид [3]; эпикатехингаллат; эпигалло-катехингаллат [4,5]; изокверцитрин; рутин; кверцитрин; катехин; кемпферол; астрагалин; изорамнетин и нарингенин [6]. Также из растения выделены следующие фенольные соединения: салицин; салидрозид; тремулоидин; триандрин; трихокарпин; 2¢-О-ацетилтрихокарпин и вималин [4] и алкалоид тригонеллин [7].Также изучен химический состав эфирных масел листьев  S.babylonica L. в котором идентифицированы 59 соединений, мажорными компонентами в котором являются тритетраконтан; 9-октадеценовая кислот; триолеин; метиловый эфир гексадекановой кислоты; 4-(гексадецилокси)-2-пентадецил-1,3-диоксан; фитол; нонадекан и гексатриаконтан [8].

В другом исследовании в составе эфирных масел листьев и коры S.babylonica L. соответственно обнаружены 28 и 31 компонентов. Основными компонентами эфирных масел листьев являются пентакозан; α-хумулен; геранил ацетат; 3,7-диметил-1,6-октадиен-3-ол и камфен, а в коре  α-хумулен; транс-кариофиллен; кадинол; фарнезол; тимол; транс-карвон оксид [9].

Наряду изучением химического состава,также изучается биологические свойства S.babylonica L. Общая сумма флавоноидов почек растения проявляли антимикробную активность против бактерии Escherichia coli, Salmonella enterica, Staphylococcus aureus и Streptococcus pneumoniae, а также значительную антиоксидантую активность [5]. Водно-спиртовой экстракт S.babylonica L. антибактериальную активность против S.aureus и Listeria monocytogenes [10].

Материалы и методы

Корни Salix babylonica L.были собраны в Кувинском районе Ферганской области Республики Узбекистан. Растительный образец сушили в помещении при температуре 20–25 °C в тени, без доступа прямых солнечных лучей.

Используемые реагенты и оборудование

Стандарты витаминов В₁₂, С,В₉, В₁, В₂, В₃, В₆. В качестве реагентов использовались вода класса ВЭЖХ, ацетонитрил, уксусная кислота и гидроксид натрия.

Определение водорастворимых витаминов в растительных экстрактах.

Анализы проводили с использованием высокоэффективного жидкостного хроматографа LC-40 Nexera Lite (Shimadzu, Япония).

Приготовление стандартных растворов.

Стандартные растворы (100 мг/л) витаминов C, B₁, B₆, B₃, B₁₂ готовили растворением 5 мг соответствующего витамина в 50 мл 0,1 N раствора соляной кислоты. Стандартные растворы витаминов В₂ и В₉ готовили растворением5 мг соответствующего витамина в 50 мл 0,025% раствора гидроксида натрия. Затем смешивали по 200 мкл каждого из исходных витаминов B₁, B₆, B₃, B₁₂ и готовили раствор с концентрацией 14,286 мг/л каждого витамина. Таким образом были приготовлены стандартные растворы 7,143, 3,571 и 1,786 мг/л. Также были приготовлены стандартные растворы витамина С концентрациями 286, 143, 71,5 и 57,2 мг/л. Для построения калибровочного графика использовалась чистая вода с концентрацией 0 мг/л.

Приготовление экстракта образца.

Для извлечения водорастворимых витаминов отмеряли 1 г испытуемого образца, помещали в коническую плоскодонную колбу емкостью 50 мл и добавляли 25 мл 0,1 N раствора соляной кислоты. Смесь экстрагировали в ультразвуковой ванне GT SONIC-D3 (Китай) при температуре 60°C в течение 20 минут. Затем смесь охлаждали, фильтровали и доводили объем до 25 мл водой в мерной колбе. 1,5 мл экстракта фильтровали через шприцевой фильтр с размером пор 0,22 мкм, помещали во флакон и использовали для анализа.

Условия хроматографического анализа.

Для идентификации витаминов использовали стандартные растворы и экстракт образца. Для анализа использовали программное обеспечение LabSolutions ver.6.92. для идентификации использовали обращенно-фазовую колонку Shim pack GIST C18 (150 × 4,6 мм; 5 мкм, Shimadzu, Япония) и градиентную подвижную фазу, состоящую из ацетонитрила (А) и 0,25% раствора уксусной кислоты в воде (Б). Объем вводимой пробы 10 мкл, скорость потока 0,6 мл/мин, а температура 40°C. Аналитический сигнал (площадь пика) каждого витамина регистрировали на трех длинах волн: 265, 291, 550 нм (рис.1-3).

Для определения витамина С использовали 15-минутный градиент, а аналитический сигнал измеряли при длине волны 265 нм(рис.4).

Рисунок 1. Хроматограмма стандартных растворов витаминов

Рисунок 2. Хроматограмма стандартного раствора витамина С

Рисунок 3. Хроматограмма витаминов в экстракте образца

Рисунок 4. Хроматограмма витамина С в экстракте образца

Определение количества витаминов в экстракте образца.

На основании полученных результатов было рассчитано количество фенольных соединений в 100 г образца по следующей формуле:

Здесь, X - количество витаминов в 100 г корней, мг;

С_вит - концентрация витаминов в экстракте, определенная методом ВЭЖХ, мг/л;

V_{экстракт}- объем экстракта, л;

m_{навеска} - масса образца, взятого для приготовления экстракта.

Полученные результаты приведены в таблице 1.

Результаты и их обсуждение.

Результаты изучения водорастворимых витаминов в корнях Salix babylonica L. произрастающей в Ферганской области Республики Узбекистан приведены в таблице 1. В корнях Salix babylonica L. обнаружены 5 витаминов: B₁;B₂;B₃; B₉ и С. Общее содержание водорастворимых витаминов составляет 39,278 мг/100 г. Содержание витаминов увеличивается в следующем ряду: B₉ < С< B₃ < B₂ < B₁. В наибольшем количестве обнаружен витамин В₁(19,975 мг/100 г), содержание которого составляет 50,85% от общего содержания водорастворимых витаминов. Содержание витамина B₁ в 19,92 раза больше, чем витамин B₉ и 2,5 раза больше, чем витамин B₂. Витамин B₁ известный как тиамин играет ключевую роль в обмене веществ и поддержании здоровья нервной системы.

Витамин B₁ участвует в метаболизме углеводов, в передаче нервных импульсов и синтезе нейротрансмиттеров, снижает усталость и улучшать общее самочувствие, нормализует кровяное давление и улучшает циркуляцию крови, а также обладает антиоксидантной активностью. В корнях Salix babylonica L. также обнаружен витамин B₂(8,873 мг/100 г), известный как рибофлавин, который участвует в энергетическом обмене, поддерживает нервную систему и укрепляет иммунную систему, а также обладает антиоксидантной активностью. Витамин B₃ (6,445 мг/100 г), также известный как ниацин, участвует в энергетическом обмене, поддерживает сердечно-сосудистую и нервную систему, обладает противовоспалительными свойствами. Среди водорастворимых витаминов в корнях Salix babylonica L. обнаружены витамины С (2,730 мг/100 г) и B₉ (1,255 мг/100 г), содержание которых намного ниже чем вышеперечисленные витамины.

Витамин С известен антиоксидантными свойствами и ролью в поддержании здоровья. Витамин B₉ известный как фолиевая кислота участвует в синтезе ДНК, поддерживает нормальное развитие плода, необходим для нормального формирования эритроцитов и участвует в метаболизме аминокислот. Витамины B₆ и B₁₂ в корнях Salix babylonica L.не обнаружены.

Результаты исследования сведены в таблицу 1.

Таблица 1.

Количество витаминов в экстракте и время удерживания

Заключение

Методом высокоэффективной жидкостной хроматографии исследован качественный и количественный состав водорастворимых витаминов корней Salix babylonica L. произрастающей в Республике Узбекистан. В корнях S.babylonica L. обнаружены 5 водорастворимых витаминов. В наибольшем количестве обнаружен витамин B₁.Корни S. babylonica L. как источник витаминов B₁; B₂ и B₃ могут представлять интерес как компонент растительных сборов и биологически активных добавок.

Список литературы:

1. Соколов С. Я. Род 2. Ива — Salix L. // Деревья и кустарники СССР : дикорастущие, культивируемые и перспективные для интродукции : в 6 т. М. ; Л. : Изд-во АН СССР, 1951.Т. 2 : Покрытосеменные / ред. С. Я. Соколов. С. 167.
2. Khatoon, F.; Khabiruddin, M.; Ansari, W. Phenolic glycosides from Salix babylonica. // Phytochemistry.1988.Vol.27. Р. 3010–3011.
3. Singh, H.; Raturi, R.; Badoni, P.P. Isolation of secondary metabolites from the roots of Salix babylonica. //Mater. Sci. Eng. 2017. Vol.225. Р. 012094.
4. Hoang, P.H.; Tran, T.H.; Pham, V.K. Analysis of essential oil of Salix babylonicacollected in Vietnam: phytochemical components and antibacterial and anticancer activity. //Processes. 2024.Vol.12. Р. 33.
5. Zhang, P.; Song, Y.; Wang, H.; Fu, Y.; Zhang, Y.; Pavlovna, K.I. Optimization of Flavonoid Extraction from Salix babylonica L. Buds, and the Antioxidant and Antibacterial Activities of the Extract. //Molecules. 2022.Vol.27. Р. 5695.
6. Xiao, X.; Xu, L.; Hu, H.; Yang, Y.; Zhang, X.; Peng, Y.; Xiao, P. DPPH Radical Scavenging and Postprandial Hyperglycemia Inhibition Activities and Flavonoid Composition Analysis of Hawk Tea by UPLC-DAD and UPLC-Q/TOF MSE.//Molecules. 2017.Vol. 22. Р. 1622.
7. Weber, L.; Hammoud, M.D.; Jankuhn, S.; Lipowicz, B.; Vissiennon, C. Bioactive plant compounds in coffee charcoal (Coffeae carbo) extract inhibit cytokine release from activated human THP-1 Macrophages.//Molecules. 2019.Vol.24. Р. 4263.
8. Salem, A.; Salem, M.; Gonzalez-Ronquillo, M.; Camacho, L.; Cipriano, M. Major chemical constituents of Leucaena leucocephalaand Salix babylonicaleaf extracts.//J. Trop. Agric.2011.Vol.49. Р. 95–98.
9. Mu, D.; Liu, Z.; Tao, Y.; Zhou, L.; Wang, J.; Xu, W.; Luo, G. Analysis of volatile compounds of Salix babylonica by GC-MS. // J. Chin. Med. Mater. 2014. Vol. 37.Р. 1001–1005.
10. González-Alamilla E.N., Gonzalez-Cortazar M., Valladares-Carranza B., Rivas-Jacobo M.A., Herrera-Corredor C.A., Ojeda-Ramírez D., Zaragoza-Bastida A., Rivero-Perez N. Chemical Constituents of Salix babylonica L. and Their Antibacterial Activity Against Gram-Positive and Gram-Negative Animal Bacteria.//Molecules. 2019. Vol.24(16). Р.2992.