ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФЛАВОНОИДНОГО СОСТАВА ПЛОДОВ И СЕМЯН Physalis angulata МЕТОДОМ ВЭЖХ

АННОТАЦИЯ

Флавоноидный состав плодов и семян растения Physalis angulata, произрастающего на территории Ташкентской области Республики Узбекистан, был изучен методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). В качестве стандартных образцов флавоноидов использовались кверцетин, 7-O-β-глюгиполаэтин, рутин, апигенин, лютеолин, гиполаэтин и галловая кислота. Полученные результаты показали, что плоды и семена Physalis angulata являются богатым источником биологически активных флавоноидов, таких как рутин, апигенин и галловая кислота. В ходе проведённых исследований установлено, что такие флавоноиды, как гиполаэтин, 7-O-β-гиполаэтин, изорамнетин, гиперазид и кверцетин, в исследуемых органах растения обнаружены не были.

ABSTRACT

The flavonoid composition of the fruits and seeds of Physalis angulata growing in the Tashkent region of the Republic of Uzbekistan was investigated using high-performance liquid chromatography (HPLC). Quercetin, 7-O-β-glughipolaetin, rutin, apigenin, luteolin, hypolaetin and gallic acid were used as standard flavonoid samples. The obtained results demonstrated that the fruits and seeds of Physalis angulata represent a rich source of biologically active flavonoids such as rutin, apigenin and gallic acid. According to the results of the study, flavonoids such as hypolaetin, 7-O-β-hypolaetin, isorhamnetin, hyperoside and quercetin were not detected in the investigated plant organs.

Ключевые слова: Physalis angulata, Solanaceae, флавоноиды, ВЭЖХ.

Keywords: Physalis angulata, Solanaceae, flavonoid, HPLC.

Введение. Растения рода Physalis относятся к семейству паслёновых и включают более 120 видов. Родиной этих растений считается Южная Америка, однако они широко распространены в тропических и субтропических регионах [1–3]. Плоды растений заключены в похожую на фонарик оболочку, и зрелые плоды употребляются в пищу [4–5].

Physalis angulata является одним из широко распространённых видов рода Physalis и известна под различными названиями: черешковая вишня, дикий помидор, зимняя вишня и др. Растение представляет собой однолетнее травянистое растение высотой до 100 см, покрытое мелкими простыми волосками [6–7]. В научной литературе отмечено, что химический состав флавоноидов Physalis angulata изучен лишь частично. Для образцов, произрастающих на территории Узбекистана, сведения о содержании флавоноидов встречаются крайне редко. До настоящего времени изучены флавоноидные соединения в корнях, стеблях и листьях растения [8-10]. Однако флавоноидный состав плодов и семян данного вида ранее не исследовался. Поэтому определение флавоноидов в плодах и семенах Physalis angulata, произрастающей на территории Узбекистана, с использованием современных хроматографических методов является актуальной научной задачей.

Анализ литературы и методы. Physalis angulata применяется в лечебных целях для лечения различных заболеваний. В частности, корень Physalis angulata, употребляемый в смеси с мёдом, используется при лечении диабета; настой корня — при гепатите; настой листьев применяется как мочегонное средство, а также при астме, малярии, в качестве противовоспалительного и дезинфицирующего средства; недозрелые плоды используют для лечения чесотки. В Бразилии сок Physalis применяют при боли в ушах, в Кении всё растение используют при болях в желудке и гельминтозах; в Индонезии отвар корней применяют для лечения мышечных болей после родов и гепатита; в Индии из листьев готовят наружное средство для лечения ран [11-12].

Physalis angulata содержит в своём составе биологически активные химические соединения, такие как флавоноиды, стероиды и алкалоиды. Среди них наиболее выраженной биологической активностью обладают стероиды и флавоноиды [13-14]. Целью данного исследования является изучение и анализ флавоноидного состава растения Physalis angulata с использованием метода высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ).

Экспериментальная часть. Тщательно измельченные плоды и семена растения в количестве 1 г помещали в коническую колбу объемом 300 мл и добавляли 100 мл метанол-водного раствора (4:1). Процесс экстракции проводили в ультразвуковой ванне при температуре 18–22 °C в течение 10 минут. Затем экстракцию продолжали в колбе с обратным холодильником на магнитной мешалке с подогревом. Процесс осуществляли при температуре 50–55 °C в течение 120–125 минут при интенсивном перемешивании. После охлаждения экстракта отбирали 5 мл, которые центрифугировали при 7000 об/мин в течение 10 минут. Из осветленного экстракта отбирали 1 мл аликвотной части и разбавляли элюентом до 10 мл (концентрация 1,0 мг/мл). Из приготовленного раствора отбирали 1 мл для проведения хроматографического анализа.

Приготовление стандартного раствора. Стандартные образцы флавоноидов (кверцетин, 7-O-β-глюкозид гиполейтина, рутин, апигенин, лютеолин, гиполейтин, галловая кислота) взвешивали в количестве 10 мг и помещали в мерную колбу объемом 100 мл, после чего добавляли 80 мл метанола. Смесь помещали в ультразвуковую ванну до полного растворения и получения однородного раствора. Затем колбу доводили метанолом до метки объема, получая основной раствор с концентрацией по массе 0,1 мг/мл. Для приготовления рабочих растворов по 50 мл каждый стандартный образец отмеряли в количестве 5 мл и доводили объем метанолом до метки колбы. Концентрация рабочих растворов по массе составляла 0,01 мг/мл. Эти растворы фильтровали через фильтр с размером пор 0,45 мкм и направляли на хроматографический анализ.

Регистрация и расчёт результатов. Количественное определение образцов осуществляли путем сравнения пиков на хроматограмме с внешним стандартом. Массовая доля флавоноидов рассчитывалась по следующей формуле:

где: S₂ – площадь пика, соответствующего флавоноиду в растворе исследуемого образца;

C₁ – концентрация флавоноида в рабочем растворе по массе (0,01 мг/мл);

V – объём исследуемого раствора образца, мл;

S₁ – площадь пика, соответствующего флавоноиду в рабочем растворе;

m – масса образца, г;

1000 – коэффициент пересчёта.

Для каждого образца анализ проводили трижды. Итоговое значение определяли как среднее арифметическое трёх измерений.

Условия и параметры хроматографии: хроматограф – Agilent Technologies 1200; детектор: диодный матричный детектор (DMD) при градиентной элюции; спектральный диапазон: 200–400 нм УФ-спектра; подвижная фаза (градиентный режим): ацетонитрил-буфер pH = 2,92 – 0–6 мин (4%:96%), 6–9 мин (10%:90%), 9–15 мин (20%:80%), 15–20 мин (4%:96%); Объём инъекции: 10 мкл; скорость подвижной фазы: 0,75 мл/мин; стационарная фаза (колонка): Zorbax Eclipse XDB C18, 5,0 мкм, 4,6×250 мм; длины волн для диодного детектирования: 254, 272, 292, 297, 360 нм.

Результаты и обсуждение. Исследование флавоноидного состава растения Physalis angulata проводилось с использованием стандартных образцов флавоноидов и соответствующих им хроматографических параметров. Образцы растений анализировали отдельно для плодов и семян. В качестве стандартных образцов применяли кверцетин, 7-O-β-глюкозид гиполейтина, рутин, апигенин, лютеолин, гиполейтин, галловую кислоту и др.

Ниже представлены хроматограммы флавоноидов исследуемых образцов растений и результаты проведённого количественного анализа в виде таблицы.

Рисунок 1. Хроматограмма флавоноидов плодов Ph. angulata.

Рисунок 2. Хроматограмма флавоноидов семян Ph. angulata.

Таблица 1.

Содержание флавоноидов в органах исследуемого растения

Из хроматограмм, представленных на рисунках 1 и 2, видно, что пики, соответствующие флавоноиду рутину, наблюдаются при временах удерживания 2,297; 2,298; 2,300; 2,324; 2,325, пики апигенина — при 1,755; 1,760; 1,762; 1,788; 1,791, а пики, относящиеся к галловой кислоте, — при 1,888 и 1,905. Различия между соответствующими пиками во всех трёх анализах являются незначительными, а полученные результаты анализа воспроизводятся с высокой точностью. По данным хроматографического анализа установлено, что в исследуемых образцах растения присутствуют рутин, апигенин и галловая кислота. Флавоноидный состав плодов и семян исследуемого растения характеризуется высоким содержанием рутина, который обладает выраженными противовоспалительными и антидиабетическими свойствами. Данный флавоноид составляет основную долю общего содержания флавоноидов в органах растения и занимает доминирующее положение по сравнению с другими соединениями. Установлено, что содержание рутина в плодах Ph. angulata составляет 100,674 мг/100 г, тогда как в семенах растения — 63,171 мг/100 г. Количество флавоноида апигенина, широко применяемого в исследованиях, направленных на борьбу с клетками рака молочной железы, составляет 14,854 мг/100 г в плодах Ph. angulata и 6,172 мг/100 г в семенах растения. Кроме того, установлено, что галловая кислота, обладающая высокой антиоксидантной активностью и придающая пищевым продуктам приятный вкус, содержится в плодах и семенах растения в количестве соответственно 8,472 мг/100 г и 1,251 мг/100 г.

Кроме того, такие флавоноиды, как гиполейтин, 7-O-β-гиполейтин, изорамнетин, гиперазид и кверцетин, в анализируемых органах растения не выявлены. Сравнение с литературными данными показало, что плоды и семена растения являются более богатым источником флавоноидов по сравнению с другими органами растения. Особенно высокое содержание флавоноида рутина подтверждает, что исследуемые органы данного растения богаты биологически активными веществами. Известно, что рутин относится к числу важных флавоноидов, обладающих антиоксидантными, противовоспалительными и капилляроукрепляющими свойствами. В связи с этим его присутствие в высокой концентрации дополнительно повышает фармакологическую значимость растения. При сравнении с литературными данными установлено, что у некоторых видов, относящихся к роду Physalis, содержание флавоноидов может варьировать [15]. Такие различия могут быть обусловлены условиями произрастания растения, климатическими факторами, составом почвы, а также особенностями отдельных органов растения. Полученные результаты показывают, что плоды и семена Physalis angulata являются более богатым источником накопления флавоноидов по сравнению с другими органами растения. Кроме того, наличие апигенина и галловой кислоты является одним из важных факторов, определяющих антиоксидантную и биологическую активность растения. Флавоноид апигенин в ряде исследований характеризуется выраженной активностью в отношении раковых клеток, тогда как галловая кислота известна как фенольное соединение с сильными антиоксидантными свойствами. В связи с этим данные соединения повышают фармакологическую и пищевую ценность растения. В целом полученные результаты свидетельствуют о том, что плоды и семена Physalis angulata являются перспективным источником биологически активных флавоноидов и открывают возможности для создания на основе данного растения новых лекарственных препаратов или биологически активных добавок.

Заключение. В результате проведённых фитохимических исследований с использованием метода высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) был изучен флавоноидный состав плодов и семян растения Physalis angulata, произрастающего в Ташкентской области. По результатам хроматографического анализа в плодах и семенах растения были выявлены биологически активные соединения — рутин, апигенин и галловая кислота, при этом установлено, что рутин является основным компонентом. Согласно полученным данным, содержание рутина в плодах Physalis angulata составляет 100,674 мг/100 г, а в семенах - 63,171 мг/100 г. Также установлено, что содержание апигенина составляет соответственно 14,854 мг/100 г и 6,172 мг/100 г, а галловой кислоты - 8,472 мг/100 г и 1,25 мг/100 г. Результаты исследования показали, что плоды и семена Physalis angulata являются важным источником биологически активных флавоноидов. Поскольку данные соединения обладают противовоспалительными, антиоксидантными и антидиабетическими свойствами, рассматриваемое растение может быть использовано в качестве перспективного природного сырья для разработки лекарственных препаратов, биологически активных добавок и функциональных пищевых продуктов.

Список литературы:

1. Nnamani, Catherine Vera, Ani, Ogonna Christiana and Belunwu, Gregory. Larvicidal effects of ethanol extracts of leaves and fruits of Physalis angulata L. on the larvae of anopheles mosquitoes from Ebonyi state, Nigeria: // Animal Research International, 2009. 6(3): 1059 – 1062.
2. Электронный ресурс https://plants.ces.ncsu.edu/plants/physalis
3. Ai-Ling Li, Bang-Jiao Chen, Guo-Hui Li, Ming-Xing Zhou,Yan-Ru Li, Dong-Mei Ren, Hong-Xiang Lou, Xiao-Ning Wang and Tao Shen. Physalis alkekengi L. var. franchetii (Mast) Makino: an ethnomedical, phytochemical and pharmacological review: Journal of Ethnopharmacology, 2018. 210: 1-34
4. Khikmatullaev, I.L., Boimatov, O.S., Yuldasheva, N.K. et al. Constituent Composition of Physalis angulata. Chem Nat Compd 58, 596–600 (2022). https://doi.org/10.1007/s10600-022-03749-z
5. Xikmatillayev, I. L., Matchanov, A. D., & Aripova, S. F. (2006). Study of elemental composition of Physalis angulata plant by ICP-MS method. Биохимия и Биофизика, 12.
6. Г.М. Дусчанова, Арипова С.Ф, И. Хикматуллаев, Равшанова М.Х., & М.А. Исабекова. (2023). Анатомическое строение ассимилирующых органов physalis angulata l. произрастающиего в условиях узбекистана. Innovations in Technology and Science Education, 2(8), 846–855. Retrieved from https://humoscience.com/index.php/itse/article/view/652
7. Kim-Ngan Huynh Nguyen1, Ngoc-Van Thi Nguyen1, Kyeong Ho Kim2. Determination of phenolic acids and flavonoids in leaves, calyces, and fruits of Physalis angulata L. in Viet Nam //  Pharmacia. Volume 68, Issue 2, 2021, Pages 501-509
8. Jayachithra Ramakrishna Pillai, Adil Farrooq Wail, Godfred Antony Menezes, Muneeb U. Rehman, Tanveer A. Wani, Azher Arafah, Seema Zargar and Tahir Maqbool Mir. Chemical Composition Analysis, Cytotoxic, Antimicrobial and Antioxidant Activities of Physalis angulata L.\\ A Comparative Study of Leaves and Fruit 2022 Mar;27(5) :1480
9. E.Rengifo–Salgado, G.Vargas-Arana. Physalis angulata L (Bolsa mullaca)\\ Areview of its traditional uses, chemistry and pharmacology. 12(5):431-445
10. Xikmatullayev I.L. Physalis angulata o’simligi flavonoid tarkibini YuSSX usuli bilan aniqlash. FarDU. Ilmiy xabarlar, 2023. 6-son: 88–92.
11. Xikmatullayev I.L. Physalis alkekengi o’simligi flavonoid tarkibini YuSSX usuli bilan aniqlash. Qo’qon DPI. Ilmiy xabarlar, 2023. 4(12): 25–31.
12. Nargiza R. Hamzayeva. Fizalis angulataning yer usti qimlaridan anolidlar olish va ularning farmakologik faolligi:\\ International scientific journal sciences and innovation issue dedicated to the 80^th anniversary of the academy of sciences of the republic of Uzbekiston. September, 2023 Part 2;729-733
13. Хикматуллаев И.Л., Хўжаев В.У., Арипова С.Ф. Solanaceae oilasiga mansub Physalis angulata va Physalis alkekengi tarkibini fitokimyoviy tahlili. // “Товарлар кимёси ҳамда халқ табобати муаммолари ва истиқболлари” мавзусидаги VII Халқаро илмий-амалий конференция материаллари. ─Андижан. 18-19 сентябрь, 2020. ─Б 62-64.
14. Xikmatullayev I.L., Asqarov I.R., Xo’jayev V.U., Aripova S.F. O’zbekiston florasining Physalis angulata, Physalis alkekengi o’simlik alkaloidlari va ularning sitotoksik faolligi. // “Kimyo va kimyo ta’limi muammolari” mavzusidagi respublika ilmiy – amaliy anjuman materiallari. Qo’qon. 20 sentabr, 2022. –B.178-179.
15. Хикматуллаев И.Л., Хужаев В.У. Флавоноиды растений Physalis alkekengi семейства Solanaceae. // “Global science and innovation 2021: Central Asia” International scientific - practical journal. ─2021. ─№1(12). ─P.42-43.