ИЗУЧЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА Inula helenium L., ПРОИЗРАСТАЮЩЕГО В МЕСТНЫХ УСЛОВИЯХ

АННОТАЦИЯ

В ходе исследования был изучен состав биологически активных веществ и антиоксидантная активность надземных органов Inula helenium L., произрастающей на территории Узбекистана. Установлено, что суммарное содержание аминокислот составляет 12,99 мг/г. Методом индуктивно связанной плазмы с оптической эмиссионной спектрометрией (ИСП-ОЭС) подтверждено присутствие жизненно необходимых макроэлементов: Na, Ca, Mg, P, K и S. Хроматографический анализ (ВЭЖХ) выявил следующий порядок убывания водорастворимых витаминов в растительном материале: B₆ (3,35 мг/г) > C (1,22 мг/г) > B₁ (0,81 мг/г) > B₃ (0,45 мг/г). Показано, что антиоксидантная активность экстрактов надземной части Inula helenium L. определяется природой используемого растворителя; максимальные значения зафиксированы для 70% и 50% этанольных экстрактов.

ABSTRACT

The composition of biologically active compounds and antioxidant activity of the aboveground parts of Inula helenium L. growing in Uzbekistan were investigated. The total amino acid content was determined to be 12.99 mg/g. Analysis by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES) confirmed the presence of essential macroelements: Na, Ca, Mg, P, K, and S. High-performance liquid chromatography (HPLC) revealed the following descending order of water-soluble vitamins in the plant material: B₆ (3.35 mg/g) > C (1.22 mg/g) > B₁ (0.81 mg/g) > B₃ (0.45 mg/g). The antioxidant activity of the extracts was found to be solvent-dependent, with the highest values recorded for 70% and 50% ethanol extracts.

Ключевые слова: Inula helenium L., аминокислоты, микроэлементы, витамины, флавоноиды, антиоксидантная активность.

Keywords: Inula helenium L., amino acids, microelements, vitamins, flavonoids, antioxidant activity.

Введение. Inula helenium L. (девясил высокий) относится к многолетним лекарственным растениям семейства Asteraceae и имеет широкий ареал распространения, охватывающий Европу, Азию и Африку. На территории Узбекистана зарегистрировано 9 видов девясила, среди которых наибольшее практическое и фармакологическое значение имеют два — Inula helenium L. (девясил чёрный) и Inula grandis L. (девясил жёлтый). Основные места их произрастания приурочены к Ташкентской, Самаркандской, Андижанской, Ферганской и Сурхандарьинской областям; особо плотные заросли отмечены в бассейне реки Пскем Ташкентской области [1, с. 234; 2, p. 2729].

Согласно литературным данным, Inula helenium отличается богатым и разнообразным составом биологически активных соединений. В подземных органах растения — корнях и корневищах — обнаружено от 1 до 4% эфирного масла, главными компонентами которого являются алантолактон, изоалантолактон и гидроалантолактон. Научно подтверждено, что данные сесквитерпеновые лактоны обладают антисептическими, противовоспалительными и антигельминтными свойствами [3, с. 197; 4, с. 93].

Помимо эфирного масла, в корнях растения содержится от 25 до 40% инулина и сопутствующих полисахаридов [5, p. 175; 6, p. 25]. Инулин, являясь пребиотиком, способствует нормализации кишечной микрофлоры, снижению гликемического уровня при сахарном диабете и оптимизации обменных процессов. Ряд источников указывает на возможное содержание инулина в корнях до 44% [7, p. 256; 8, p. 271].

Фитохимическими исследованиями из растения выделены флавоноиды (кверцетин, кемпферол, изокемпферол), сапонины, алкалоиды, смолы, хромоны, фенольные кислоты и ряд других биологически активных веществ [9, с. 45; 10, с. 102]. Флавоноиды проявляют антиоксидантное и противовоспалительное действие, нейтрализуют свободные радикалы и оказывают кардиопротекторный эффект. Сапонины, в свою очередь, характеризуются отхаркивающими и иммуномодулирующими свойствами [11, p. 260; 12, p. 1263].

Минеральный состав девясила также представляет значительный научный и практический интерес. В корнях обоих видов — Inula helenium и Inula grandis — идентифицированы макро- и микроэлементы: Ca, K, Na, Fe, Cu, Zn, Mn и Cr [13, p. 84; 14, p. 870], играющие ключевую роль в метаболических реакциях, ферментативной регуляции, гемопоэзе и функционировании сердечно-сосудистой системы.

С фармакологической точки зрения препараты на основе Inula helenium применяются как отхаркивающие, противовоспалительные, антисептические и противопаразитарные средства [15, p. 102; 16, p. 2313]. Препарат «Аллантон», получаемый из корневища растения, рекомендован при патологиях желудочно-кишечного тракта. В литературе также отмечается терапевтическая эффективность растения при заболеваниях дыхательных путей (бронхит, пневмония и др.), дерматологических состояниях и ревматических воспалениях [17, с. 1200].

Цель исследования. Настоящая работа направлена на количественное определение водорастворимых витаминов и фенольных соединений в надземных органах Inula helenium L., культивируемой в местных условиях, с применением метода высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ), а также на оценку антиоксидантной активности полученных экстрактов в условиях in vitro.

Экспериментальная часть.

Хроматографический анализ. Количественное определение аминокислот, водорастворимых витаминов и фенольных соединений проводили методом ВЭЖХ. Разделение осуществляли на обращённо-фазовой колонке Shim-pack GIST C18 (150 × 4,6 мм; 5 мкм, Shimadzu, Япония). В качестве подвижной фазы использовали двухкомпонентную систему: ацетонитрил (компонент А) и 0,5%-й водный раствор уксусной кислоты (компонент Б) в градиентном режиме элюирования (0–5 мин: 5% А; 17–22 мин: 40% А; с 22,1 мин — возврат к исходным условиям; общая продолжительность анализа — 40 мин).

Объём вводимой пробы составлял 10 мкл, скорость потока — 0,5 мл/мин, температура термостата колонки поддерживалась на уровне 40 °C. Регистрацию аналитического сигнала вели при длине волны 300 нм по площади хроматографических пиков.

Расчёт содержания фенольных соединений в надземной части Inula helenium L. выполняли по следующей формуле:

где X — количество фенольных соединений в 100 г анализируемого образца, мг; C_phen – концентрация фенольного соединения в экстракте, определённая методом ВЭЖХ, мг/л; V_extract - объём приготовленного экстракта, л; m – масса навески, взятой для приготовления экстракта.

Определение содержания макро- и микроэлементов. Количественное определение элементного состава проводили с использованием метода калибровочного графика на основе серии стандартных растворов. Рабочие стандартные растворы готовили в матрице 2%-й азотной кислоты (HNO₃). В работе применяли следующие стандартные материалы: многоэлементный стандартный раствор, включающий 68 элементов с концентрацией 10 мг/л (матрица: 2% HNO₃, High Purity Standards, США); стандартный раствор ртути концентрацией 1000 мг/л (матрица: 2 моль/л HNO₃, Sigma-Aldrich, Германия); многоэлементный стандартный раствор на 25 элементов с концентрацией 10 мг/л (матрица: 2% HNO₃, Aristar, США), а также 70%-ю азотную кислоту (Sigma-Aldrich, США).

Из приготовленного исходного стандартного раствора методом последовательного разведения получали три дополнительных рабочих раствора различной концентрации. В качестве холостой пробы использовали 2%-й раствор HNO₃.

Определение антиоксидантной активности. В качестве объектов исследования использовали водные и спиртовые экстракты надземных органов Inula helenium L., заготовленной на территории Узбекистана. Экстракты получали путём нагревания 1,5 г измельчённого растительного сырья в 100 мл растворителя (вода или этиловый спирт) на водяной бане с обратным холодильником в течение 20 минут. Антиоксидантную активность (АОА) исследуемого растительного материала оценивали в условиях in vitro на основе способности экстрактов подавлять аутоокисление адреналина [18, с. 117].

Обсуждение результатов. В народной медицине, официальной фармакопее и пищевой промышленности традиционно востребованы корни и корневища девясила [14, c.65]. Ранее было установлено, что водные и водно-спиртовые экстракты корневой части растения обладают выраженными антиоксидантными свойствами [15, c.119]. Вместе с тем в доступной научной литературе практически отсутствуют сведения о системном изучении химического состава и биологической активности, включая антиоксидантный потенциал, именно надземных органов девясила. Таким образом, анализ имеющейся научной базы подтверждает широкий спектр биологически активных соединений в составе Inula helenium, многоплановость её фармакологических свойств и перспективность практического применения в медицине. Тем не менее вопрос о вариабельности химического состава региональных популяций растения остаётся недостаточно изученным, что обусловливает необходимость проведения расширенных комплексных исследований в данном направлении. По данным научной литературы, надземная часть Inula helenium L. богата питательными веществами, в первую очередь белками. Отмечено, что максимальное накопление белков происходит в начальный период вегетации, тогда как к фазе цветения их содержание постепенно снижается [16, c.223]. Установлено, что молодые листья содержат больше белка по сравнению с другими вегетативными органами; по мере роста растения азотистые вещества преимущественно аккумулируются в репродуктивных органах в форме белков, богатых незаменимыми аминокислотами — триптофаном, лизином, метионином, валином и фенилаланином [17, c.65].

Рисунок 1. Хроматограмма свободных аминокислот надземных органов Inula helenium L.

Таблица 1.

Содержание аминокислот в надземной части Inula helenium L. (мг/г)

На следующем этапе работы методом ВЭЖХ было проведено количественное определение свободных аминокислот в надземных органах Inula helenium L. Сравнительный анализ выявил существенную вариабельность аминокислотного профиля исследуемого растения. Суммарное содержание аминокислот в пересчёте на сухую массу составило 12,99 мг/г (табл. 1).

Как свидетельствуют полученные данные, заметная доля серина и цистеина в составе растения подчёркивает его потенциальную роль в процессах клеточного метаболизма и поддержания антиоксидантной защиты организма. Следует особо отметить, что цистеин является ключевым предшественником в биосинтезе глутатиона — одного из центральных компонентов антиоксидантной системы.

Наряду с этим, относительно высокое содержание глутаминовой кислоты и аспарагина свидетельствует об активном характере азотистого обмена в данном растении. Присутствие полного набора незаменимых аминокислот — триптофана, гистидина, изолейцина, лейцина, треонина, валина, фенилаланина, лизина и метионина — придаёт сырью высокую пищевую и биологическую ценность.

Резюмируя вышеизложенное, можно констатировать, что надземные органы Inula helenium L. характеризуются разнообразным и количественно значимым аминокислотным составом. Данные сведения формируют весомую научную основу для дальнейшего изучения и обоснования фармакологически активных свойств этого растения.

Таблица 2.

Содержание макроэлементов в составе Inula helenium L. (мкг/г)

Комплексное изучение элементного состава Inula helenium L. свидетельствует о значительном богатстве данного растения минеральными веществами (табл. 2, 3). В группе макроэлементов доминирующее положение по концентрации занимает натрий. Присутствие фосфора и серы в структуре растительного материала существенно повышает его общую биологическую значимость. Указанные макроэлементы играют незаменимую физиологическую роль в жизнедеятельности организма: они задействованы в регуляции водно-солевого баланса, участвуют в построении костной ткани, катализе ферментативных процессов, а также в реакциях энергетического метаболизма.

Таблица 3.

Содержание микроэлементов в составе Inula helenium L. (мкг/г)

В микроэлементном профиле Inula helenium L. максимальная концентрация зафиксирована для железа (130,12 мкг/г), что указывает на потенциальную роль данного растения в обеспечении процессов кроветворения и поддержании окислительно-восстановительного гомеостаза. Цинк (31,00 мкг/г) и марганец (18,26 мкг/г) представляют интерес как биологически активные кофакторы, необходимые для нормального функционирования ферментных комплексов. В умеренных количествах в составе растения идентифицированы также алюминий (23,458 мкг/г) и медь (5,60 мкг/г).

Таким образом, совокупность полученных данных подтверждает наличие в Inula helenium L. сбалансированного комплекса макро- и микроэлементов. Это обстоятельство имеет весомое научное значение при обосновании биологической активности и оценке фармакологического потенциала данного растительного объекта.

В продолжение исследования было проведено определение количественного содержания водорастворимых витаминов в надземных органах Inula helenium L. Результаты проведённого анализа подтвердили присутствие в составе растения ряда физиологически значимых витаминных соединений.

Рисунок 2. Хроматограмма витаминов надземной части Inula helenium L.

Таблица 4.

Значения

Согласно полученным результатам, среди всех идентифицированных витаминов наибольшее количественное содержание характерно для витамина B₆. Данное соединение занимает центральное место в реакциях аминокислотного обмена и играет существенную роль в обеспечении нормальной деятельности нервной системы.

Витамин C, присутствующий в составе растения, обладает выраженными антиоксидантными свойствами и способствует торможению свободнорадикальных реакций в организме. Витамины B₁ и B₃, в свою очередь, являются активными участниками биохимических реакций энергетического метаболизма и обеспечивают физиологически корректное протекание обменных процессов.

В целом, совокупность представленных данных позволяет рассматривать Inula helenium L. как перспективный природный источник биологически активных соединений, в частности водорастворимых витаминов (табл. 5).

Таблица 5.

Содержание фенольных соединений в надземной части Inula helenium L. (мг/100 г)

В ходе проведённых исследований был изучен фенольный состав надземных органов Inula helenium L. Результаты анализа подтвердили присутствие в растении ряда биологически активных фенольных соединений.

Установлено, что содержание фенольных компонентов возрастает в следующем порядке: кверцетин < галловая кислота < рутин < апигенин < лютеолин. Таким образом, среди всех идентифицированных фенольных соединений максимальная концентрация зафиксирована для лютеолина. Данный флавоноид, по всей видимости, вносит определяющий вклад в формирование антиоксидантного потенциала растения. Флавоноиды апигенинового и лютеолинового ряда характеризуются противовоспалительным и антиоксидантным действием, активно участвуя в нейтрализации активных форм кислорода.

Присутствие флавоноидов и фенольных кислот в надземных органах Inula helenium L. получило экспериментальное подтверждение. Преобладание лютеолина среди выявленных соединений может быть непосредственно связано с антиоксидантными и противовоспалительными характеристиками данного растения. В этой связи представляется целесообразным проведение углублённых фитохимических и фармакологических исследований в указанном направлении.

Изучение антиоксидантной активности Inula helenium L.

Вещества, обладающие антиоксидантными свойствами, оказывают существенное влияние на состояние здоровья человека. По своей природе они представляют собой соединения, обеспечивающие защиту организма от повреждающего действия свободных радикалов и окислительного стресса. Свободные радикалы инициируют нежелательные окислительные реакции на клеточном уровне, следствием которых могут стать структурные повреждения клеток, развитие воспалительных процессов и возникновение различных патологических состояний. Антиоксиданты, в свою очередь, способны контролировать и подавлять указанные деструктивные процессы.

Оценку антиоксидантной активности водного и этанольных экстрактов различной концентрации Inula helenium L. проводили спектрофотометрическим методом, основанным на регистрации реакции окисления адреналина. Полученные экспериментальные данные представлены в таблице 6.

Таблица 5.

Антиоксидантная активность (АОА) водного и спиртовых экстрактов Inula helenium L. (%)

Согласно результатам проведённого анализа, антиоксидантная активность всех исследованных экстрактов демонстрирует устойчивую тенденцию к увеличению в зависимости от времени экспозиции. Данная закономерность объясняется нарастающей способностью биологически активных компонентов экстрактов к нейтрализации свободных радикалов в растворе.

Наиболее высокий средний показатель антиоксидантной активности был зафиксирован для 70% этанольного экстракта, среднее значение которого составило 30,10%. Экстракт на основе 50% этанола также продемонстрировал достаточно высокие результаты: на отметке 10 минут его активность достигала 32,0%, а среднее значение составило 27,85%. Полученные данные могут быть обусловлены более эффективным извлечением фенольных соединений и флавоноидов в водно-спиртовой среде.

Антиоксидантная активность водного экстракта в среднем составила 22,72%. Несмотря на то что в водной среде экстрагируются некоторые высокополярные фенольные соединения, неполное извлечение флавоноидов, обладающих липофильными характеристиками, по всей видимости, обусловило относительно меньшие значения антиоксидантного потенциала данного экстракта.

Антиоксидантная активность 96% этанольного экстракта оказалась несколько ниже по сравнению с остальными образцами и в среднем составила 23,97%. Снижение растворимости высокополярных фенольных кислот в среде с высокой концентрацией этанола, вероятно, послужило причиной относительного уменьшения антиоксидантного потенциала данного экстракта.

В целом совокупность полученных экспериментальных данных свидетельствует о том, что антиоксидантная активность Inula helenium L. определяется природой и полярностью используемого экстрагента. Оптимальные значения антиоксидантного потенциала были достигнуты при использовании 50–70% этанола в качестве растворителя. Данное обстоятельство подтверждает перспективность применения указанного растительного сырья в качестве исходного материала для разработки фармацевтических препаратов и биологически активных добавок.

Заключение.

Таким образом, в надземных органах Inula helenium L. было установлено количественное содержание суммарных аминокислот, макро- и микроэлементов, водорастворимых витаминов, а также фенольных соединений. Помимо этого, была исследована антиоксидантная активность экстрактов надземной части Inula helenium L., при этом зафиксировано, что экстракты на основе 70% и 50% этанола характеризуются относительно более высокими показателями активности. На основании полученных результатов можно заключить, что спиртовые экстракты демонстрируют более выраженный антиоксидантный потенциал по сравнению с водным экстрактом.

Список литературы:

1. Asqarov I.R. “Tabobat qomusi”. Mumtoz so`z. Toshkent. 2019.
2. Ғайбуллаева О.О., Исломов А.Х., Абдугафурова Д.Г., Элмуродов Б., Мирсалихов Б.А., Махмудов Л.У., Абдуллаев И.З., Баратов К.Р., Омонтурдиев С.З., Саъдуллаева С.А. Экстракт корня Inula helenium L. в подсолнечном масле: определение содержания водорастворимых витаминов и иммуностимулирующего эффекта. Biomedical & Pharmacology Journal, December 2024. Vol. 17(4). P. 2729–2737. https://dx.doi.org/10.13005/bpj/3062
3. Қодиров Ш. Физиология растений. – Самарқанд: Изд-во СамГУ, 2021.
4. Амангелдви Б.Г., Кулбай Ы.А., Муканова А.Б. Фармако-технологические параметры и микробиологическая чистота корневищ и корней девясила высокого (Inula Helenium L.). Молодой учёный года 2025. Сб. статей XXI Международного научно-исследовательского конкурса, состоявшегося 5 декабря 2025 г. в г. Пенза. С. 196–198.
5. Батсух Ц., Санжжав Ц., Лувсан Х., Лувсанням Л., Бадраа Н., Готов Ч. Иммуностимулирующий эффект некоторых лекарственных препаратов растительного происхождения на иммунную систему подопытных животных. Сибирский медицинский журнал, 2014, № 2. С. 93–96.
6. Намжил Э., Ганзориг О., Баярсайхан О., Бямбаа М., Бархуу Б. Возможность получения инулина из клубней Helianthus tuberosus L. и Inula helenium L. Mongolian Journal of Agricultural Sciences, 2020, 31(3), 174–179. https://doi.org/10.5564/mjas.v31i3.1552
7. Яницкая А.В., Митрофанова И.Ю. Девясил высокий — перспективный источник новых лекарственных средств // Вестник Волгоградского государственного медицинского университета. - 2012. - Т. 9. - №3. - C. 24-27. URL: https://journals.eco-vector.com/1994-9480/article/view/118392
8. Meral HD, Özcan FŞ, Özcan N, Bozkurt F, Sağdiç O. Determination of prebiotic activity and probiotic encapsulation ability of inulin type fructans obtained from Inula helenium roots. J Food Sci. 2024 Sep;89(9):5335-5349. doi: 10.1111/1750-3841.17261. Epub 2024 Jul 23. PMID: 39042555.
9. Chantanawilas P, Pahumunto N, Thananimit S, Teanpaisan R. Anticandidal Activity of Various Probiotic Lactobacillus Strains and Their Efficacy Enhanced by Prebiotic Supplementation. Curr Microbiol. 2024 Jul 16;81(9):271. https://doi:10.1007/s00284-024-03800-y. PMID: 39012492.
10. Аскаров И.Р., Рустамов С.А., Жуманова Б.Г. Местнорастущий шалфей лекарственный (Salvia officinalis L.): водорастворимые полисахариды, антирадикальная и обезболивающая активность // Universum: химия и биология: электроный научный журнал. 2026. 3(141). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/2197
11. Petkova N., Mihaylova D., Ivanov I., Pavlov A. Antioxidant activity and phenolic compounds of Inula helenium L. // Journal of BioScience and Biotechnology. – 2015. – Vol. 4(1). – P. 101–107. http://www.jbb.uni-plovdiv.bg
12. Pozdnyakova S. Omarova G., Murzatayeva A. Phytochemical components of medicinal plants // International Journal of Agriculture and Biology. 2022. Vol. 27. №4, P. 259–269. https://DOI:10.17957/IJAB/15.1924.   
13. Alan, Y., Yılmaz, N., & Cabuk, M. (2023). Inula helenium subsp. Pseudohelenium: Phenolic Content, In Vitro Antimicrobial, Antioxidant, Antiproliferative, and DNA Protective Activities. Preprints. https://doi.org/10.20944/preprints202311.0484.v1
14. Rüveyde Tunçtürka, Lütfi Nohutçua, Murat Tunçtürka, Tamer Eryiğit Chemical analysis of wild plant inula helenium subsp. pseudohelenium grierson growing in van lake around MESMAP-5 Proceedings book. April 24th - 26th, 2019 / Cappadocia. Turkey.
15. Hurseresht, Z., Jalali, M. Assessment of Trace and Macro Elements in Medicinal Plants: Implications for Safety and Phytoremediation Biological Trace Element Research 204(2): 869-892. 2026. https://DOI:10.1007/s12011-025-04714-x.   
16. Petkova N., Mihaylova D., Ivanov I., Pavlov A. Antioxidant activity and phenolic compounds of Inula helenium L. // Journal of BioScience and Biotechnology. 2015. Vol. 4(1): 101–107.
17. Trendafilova A., Todorova M., Nikolova M. Sesquiterpene lactones from Inula helenium and their biological activity // Natural Product Research. – 2016. – Vol. 30(20). – P. 2312–2317.
18. Машковский М. Д. Лекарственные средства. – Москва: Новая Волна, 2012. – 1200 с.
19. Е.И. Рябинина, Е.Е. Зотова, Е.Н. Ветрова, Н.И. Пономарева, Т.Н. Илюшина./ Новый подход в оценке антиоксидантной активности  растительного сырья при исследовании процесса аутоокисления адреналина. Химия растительного сырья. 2011. №3. С. 117–121.
20. Дьякова Н.А., Гапонов С.П., Сливкин А.И. Разработка и валидация экспрессной методики выделения и количественного определения водорастворимых полисахаридов из корней девясила высокого // Химия растительного сырья. – 2021. – № 1. – С. 63–70. – https://DOI:10.14258/jcprm.2021017363.   
21. В. А. Артемьева, Т. А. Ямашев, Т. А. Панкратова, К. С. Полтанова, О. А. Решетник. Исследование антиоксидантных и антирадикальных свойств экстрактов корней и корневищ девясила (INULA L.). Вестник технологического университета. 2017. Т.20, №20. с.109-111.
22. Гагиева Л.Ч., Цуткиев Б.Г. Ресурсы лекарственных и кормовых трав в фитоценозах горной зоны РСО – Алания: монография / Горский гос. аграр. ун-т. – Владикавказ: Горский ГАУ, 2019. – 223 с.
23. Б.Г. Цугкиев, Л.Ч. Гагиева, В.Б. Цугкиева, Э.А. Цагараева, Л.М. Цейко. Сравнительные морфологические и биологические характеристики девясила высокого в природных условиях. «Инновации и продовольственная безопасность» № 2(40)/2023. с.65-70. https://DOI:10.31677/2311-0651-2023-40-2-65-70