Фенольные соединения плодов барбариса и шиповника

УДК

[661.12:633.88](045)

DOI:

10.17238/issn0536-1036.2019.5.115

Аннотация

Предметом исследования являются образцы плодов барбариса и шиповника (розы) нескольких видов. Цель работы – изучение состава фенольных соединений и сравнительная оценка количественного содержания флавоноидов как наиболее ценной группы фенольных соединений в плодах растений различных видов. Исследования выполнены методом ВЭЖХ в обращенно-фазовом режиме. Для извлечения флавоноидов при определении их суммарного содержания использовали этиловый спирт различной концентрации. Экстракция проведена тремя методами: методом настаивания, в экстракторе с обработкой ультразвуком и под воздействием электромагнитного поля сверхвысоких частот. Оценка видовых различий выполнена по УФ-спектрам окрашенных комплексов фенольных соединений экстрактов с хлоридом алюминия. Определено количественное содержание 13 компонентов фенольных соединений в плодах, собранных в 2014–2016 гг. Выявлены доминирующие компоненты – хлорогеновая кислота и гиперозид. Установлены виды барбариса с наиболее ценным набором фенольных соединений в плодах: барбарис темно-пурпуровый (Berberis vulgaris f. atropurpurea Regel) и барбарис Тунберга (Berberis thunbergii DC) – образцы 2015 г., барбарис Регеля (Berberis regeliana Kochne) – 2016 г. сбора. Суммарное содержание флавоноидов, определенное cпектрофотометрическим методом (раствор сравнения – кверцетин) при их извлечении методом настаивания, составляет от 1,30 до 1,41 %. Максимальная степень извлечения флавоноидов из плодов барбариса наиболее эффективным методом составила 39,0 %, из плодов шиповника – 51,5 % (СВЧ-экстракция). На основании полученных данных подготовлены рекомендации по использованию экстрактов в качестве субстанций для получения фармацевтических фитопрепаратов и пищевых добавок с антиоксидантными свойствами.

Сведения об авторах

Н.А. Кутакова¹, канд. техн. наук, доц.; ORCID: 0000-0001-8195-2115
И.А. Морозкова¹, аспирант; ORCID: 0000-0002-6705-7699
Н.Н. Васильева¹, канд. с.-х. наук, зав. лаб.; ORCID: 0000-0002-7245-8120
И.Е. Башкина², соискатель;
Ю.В. Александрова¹, аспирант; ORCID: 0000-0002-2802-1124

¹Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова,
наб. Северной Двины, д. 17, г. Архангельск, Россия, 163002; e-mail: n.kutakova@narfu.ru, imorozik@live.ru, n.vasiljeva@narfu.ru
²Российская академия народного хозяйства и государственной службы при Президенте Российской Федерации, просп. Вернадского, д. 82, Москва, Россия, 119571; e-mail: irina.b@bk.ru

Ключевые слова

экстрактивные вещества, фенольные соединения, флавоноиды, УФ-спектры, ВЭЖХ, кверцетин, рутин

Для цитирования

Kutakova N.A., Morozkova I.A., Vasilieva N.N., Bashkina I.E., Aleksandrova Yu.V. Phenolic Compounds in Barberry and Wild Rose Fruits // Лесн. журн. 2019. № 5. С. 115–124. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.5.115

Литература

1. Averianova E.V. Shkolnikova M.N. Physiologically Active Substances of Vegetable Raw Materials. Biysk, Altay.GTU Publ., 2010. 105 p.

2. D’Angiolillo F., Mammano M.M., Fascella G. Pigments, Polyphenols and Antioxidant Activity of Leaf Extracts from Four Wild Rose Species Grown in Sicily. Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca, 2018, vol. 46, iss. 2, pp. 402–409. DOI: 10.15835/nbha46211061

3. Buchanan B., Gruissem W., Jones R. Biochemistry and Molecular Biology of Plants. 2nd edition. Wiley, 2015. 1283 p.

4. Choi J.K., Lee K.H., Lee Y. B. Im H.C., Kim Y.B., Choi E.K., Joo S.S., Jang S.K., Han N.S., Kim C.H. Extraction Conditions for Phenolic Compounds with Antioxidant Activities from White Rose Petals. Journal of Appl. Biol. Chemistry, 2015, vol. 58, iss. 2, pp. 117–124. Available at: https://doi.org/10.3839/jabc.2015.021

5. Deineka V.I., Khlebnikov V.A., Sorokopudov V.N., Anisimovich I.N. The Chlorogenic Acid in Fruits and Leaves of Some Plants of the Family BERBERIDACEAE. Khimiya rastitel’nogo syr'ya [Chemistry of Plant Raw Materials], 2008, no. 1, pp. 57–61.

6. European Pharmacopoeia 7.0. Strasbourg: Council of Europe, 2007. 2 vol. 3308 p. Available at: https://www.worldcat.org/title/european-pharmacopoeia/oclc/170932841 (accessed 11.02.2018).

7. Phenolic Compounds: Fundamental and Applied Aspects. Ed. by N. Zagoskina, E. Burlakova. Moscow, Nauchniy Mir Publ., 2010. 400 p.

8. RF State Pharmacopoeia. 13th edition. Vol. I-III. Moscow: Medgiz, 2015. (GF 13 online). Available at: http://femb.ru/feml (accessed 01.02.2019).

9. Heim K.E., Tagliaferro A.R., Bobilya D.J. Flavonoid Antioxidants: Chemistry, Metabolism and Structure-Activity Relationships. Journal of Nutr. Biochemistry, 2002, vol. 13, p. 572.

10. Kirina I.B., Ivanova I.A., Samigullina N.S. Medical Gardening: Textbook. Michurinsk State Agrarian University Publ., 2014. 182 p.

11. Korulkin D.Y., Abilov Z.A., Muzychkina R.A., Tolstikov G.A. Natural Flavonoids. Novosibirsk, Тео Publ., 2007. 232 p.

12. Kutakova N.A., Bogdanovich N.I., Selyanina S.B., Koptelova E.N., Korovkina N.V. Laboratory Workshop on the Technology of Biologically Active Substances and Carbon Adsorbents: Part 2. Analysis of Biologically Active Substances: Textbook. Arkhangelsk, NArFU Publ., 2015. 114 p.

13. Lobanova A.A., Budaeva V.V., Sakovich G.V. Investigation of Biologically Active Flavonoids in Extracts from Plant Raw Materials. Khimiya rastitel’nogo syr’ya [Chemistry of Plant Raw Materials], 2004, no. 1, pp. 47–52.

14. Petersen M., Simmonds M.S.J. Rosmarinic Acid. Molecules of Interest. Phytochemistry, 2003, vol. 62, p. 121.

15. Petrik V.V., Drozdov I.I., Vasilyeva N.N., Kutakova N.A. Biologically Active Substances Content in Fruits of Different Barberry Species Grown in The European North Cjnditions. Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 2012, no. 5, pp. 57–71.

16. Ptitsyn A.V. Kaplun A.P, Mukhtarov E.I., Shvets V.I. Extraction and Purification of Anthocyanins from Grape Vitis vinifera L. of Isabella Sort. Biotekhnologiya [Biotechnology], 2007, no. 2, pp. 13–20.

17. Robbins R.J. Phenolic Acids in Foods: An Overview of Analytical Methodology. Journal of Agric. Food Chemistry, 2003, vol. 51, p. 2866–2887.

18. Silva B.A., Malva J.O., Dias A.C.P. St. John’s Wort (Hypericum perforatum) Extracts and Isolated Phenolic Compounds are Effective Antioxidants in Several in vitro Models of Oxidative Stress. Food Chemistry, 2008, vol. 110, p. 611.

19. Tarahovskii Y.S., Kim Y.A., Abdrasilov B.S., Musafarov J.N. Flavanoids: Biochemistry, Biophysics, Medicine. Pushchino: Synchrobook Publ., 2013. 310 p.

20. Zaprometov M.N. Basis of Phenolic Compounds Chemistry. Moscow, Vysshaya shkola Publ., 1974. 214 p.

21. GOST 3852–93. Fruits of Hawthorn. Specifications. Moscow, Standard Publishing House, 2003. 13 p.

Ссылка на английскую версию:

Phenolic Compounds in Barberry and Wild Rose Fruits

PHENOLIC COMPOUNDS IN BARBERRY AND WILD ROSE FRUITS

N.A. Kutakova¹, Candidate of Engineering, Assoc. Prof.; ORCID: 0000-0001-8195-2115
I.A. Morozkova¹, Postgraduate Student; ORCID: 0000-0002-6705-7699
N.N. Vasiljeva¹, Сandidate of Agriculture, Head of the Laboratory; ORCID: 0000-0002-7245-8120
I.E. Bashkina², External PhD Student;
Yu.V.Aleksndrova¹, Postgraduate Student; ORCID: 0000-0002-2802-1124

¹Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov, Naberezhnaya Severnoy Dviny, 17, Arkhangelsk, 163002, Russian Federation; e-mail: n.kutakova@narfu.ru, i.morozik@live.ru, n.vasiljeva@narfu.ru
²Russian Presidential Academy of National Economy and Public Administration, prosp. Vernadskogo, 82, Moscow, 119571, Russian Federation; e-mail: irina.b@bk.ru

The subjects of the study are samples of fruits of several species of barberry and wild rose. The aim of work is studying the chemical composition of phenolic compounds (PC) and comparative assessing the quantitative content of flavonoids as the most valuable PC group in different species of fruits. PC composition research was completed applying HPLC method in reverse-phase mode. Different concentrations of ethyl alcohol were employed to extract flavonoids while determining their total content. The extraction was carried out with the use of three methods: method of infusion (1, MI), in an ultrasonic extractor (2, US) and under the influence of super high frequencies electromagnetic field (3, SHF). Species differences were assessed on UV spectra of the colored complexes of PC extracts with aluminum chloride. 13 PC components content was quantified for fruits collected in 2014-2016. Dominating components were revealed: they are chlorogenic acid and hyperoside. Species of barberry with the most valuable PC sets were determined: Dark purple barberry (Berberis vulgaris f. atropurpurea Regel), Thunberg barberry (Berberis thunbergii DC) – samples of 2015 year of collection, Regel barberry (Berberis regeliana Kochne) – those of 2016. The total flavonoids (F) content measured by spectrophotometric method (with quercetin as a reference solution) while extracting them by infusion in three species of barberry fruits varies from 1,30 to 1,41 %. While defining the optimum extraction method maximum extent of F extraction from barberry fruits reached 39%, from wild rose fruits – 51,5 % (SHF-extraction). According to the results of the research there are recommendations given on using extracts as substances for producing medical and pharmaceutical herbal remedies and food additives with antioxidant properties.

For citation: Kutakova N.A., Morozkova I.A., Vasiljeva N.N., Bashkina I.E, Aleksandrova Yu.V. Phenolic Compounds in Barberry and Wild Rose Fruits. Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 2019, no. 5, pp. 115–124. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.5.115

Keywords: extractives, phenolic compounds, flavonoids, UV spectra, HPLC (High performanceliquid chromatography), quercetin, rutin.

Поступила 11.02.19 / Received on February 11, 2019