Our journals
Submit manuscript Sign in / Sign up
Advanced search
Article sections

QUALITATIVE AND QUANTITATIVE DETERMINATION OF FLAVONOIDS IN CITRUS LIMONIA (L.)

Research article
Sivtseva O.S.
Oganesyan E.T.
Andreeva O.A.
Mogilenko T.G.
10.23670/IRJ.2020.100.10.019
Issue: № 10 (100), 2020
Published:
2020/10/16
PDF

КАЧЕСТВЕННОЕ И КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФЛАВОНОИДОВ В CITRUS LIMONIA (L.)

Научная статья

Сивцева О.С.1, *, Оганесян Э.Т.2, Андреева О.А.3, Могиленко Т.Г.4

1, 2, 3, 4 Пятигорский медико-фармацевтический институт – филиал ВолгГМУ Минздрава России, Пятигорск, Россия

* Корреспондирующий автор (evseeva_olga1988[at]mail.ru)

Аннотация

Проведено качественное и количественное определение флавоноидного состава кожуры плодов Citrus limonia (L.). Качественное определение флавоноидного состава проводили в спиртовом извлечении методом бумажной хроматографии после предварительного удаления липофильных веществ и путем сравнения результатов со стандартными образцами. Хроматограммы рассматривали в видимом и УФ-свете с последующей обработкой парами аммиака, 2 % раствором натрия боргидрида с концентрированной кислотой хлороводородной, 2 % спиртовым раствором алюминия хлорида. Количественное содержание флавоноидов определяли прямым спектрофотометрическим методом без использования реакции комплексообразования с алюминия хлоридом. Экстракцию флавоноидов из сырья осуществляли смесью диметилсульфоксид – этанол в соотношении (10:2). В извлечении из кожуры плодов Citrus limonia (L.) обнаружены такие флаваноны как гесперидин, нарингин, гесперетин, а также флавоны диосмин и гликозид апигенина.

Ключевые слова: Citrus limonia (L.), флавоноиды, гесперидин, диосмин, нарингин.

QUALITATIVE AND QUANTITATIVE DETERMINATION OF FLAVONOIDS IN CITRUS LIMONIA (L.)

Research article

Sivtseva O.S.1*, Oganesyan E.T.2, Andreeva O.A.3, Mogilenko T.G.4

1, 2, 3, 4 Pyatigorsk Medical and Pharmaceutical Institute – branch of the Volgograd State Medical University of the Ministry of Health of Russia, Pyatigorsk, Russia

* Corresponding author (evseeva_olga1988[at]mail.ru)

Abstract

The authors provide a qualitative and quantitative determination of the flavonoid composition in the Citrus limonia (L.) peel. Qualitative determination of the flavonoid composition was carried out in alcohol extraction by paper chromatography method after preliminary removal of lipophilic substances and comparing the results with standard samples. Chromatograms were examined in visible and UV light, followed by treatment with ammonia vapor, 2% sodium borohydride solution with concentrated hydrochloric acid, 2% alcoholic solution of aluminum chloride. The quantitative content of flavonoids was determined by a direct spectrophotometric method without using the complexation reaction with aluminum chloride. The extraction of flavonoids from the raw material was carried out with a mixture of dimethyl sulfoxide – ethanol in the ratio (10: 2). Flavanones such as hesperidin, naringin, hesperetin, as well as flavones diosmin and apigenin glycoside were found in the extract from the peel of Citrus limonia (L.) fruits.

Keywords: Citrus limonia (L.), flavonoids, hesperidin, diosmin, naringin.

Введение

Флавоноиды занимают ведущее место в профилактике и лечения заболеваний, связанных с нарушениями окислительно-восстановительных процессов. Спектр биологической активности флавоноидных соединений проявляется опосредованно путем нормализации свободнорадикальных процессов [1]. Из года в год растет потребность в препаратах на основе природных флавоноидов. Что создает предпосылки для поиска новых источников получения как индивидуальных соединений, так и суммарных препаратов, в состав которых входят указанные выше биологически активные соединения. Препараты, полученные из растительного сырья, имеют ряд неоспоримых преимуществ: они легко усваиваются организмом, обладают достаточной эффективностью, в сочетании с низкой токсичностью и, как правило, оказывают положительное влияние на течение сопутствующей патологии [3]. Гепатопротекторная, антиоксидантная, венотонизирующая, желчегонная, противовоспалительная – это далеко не весь перечень активностей, которые проявляют препараты и субстанции, полученные на основе флавоноидов [2], [6], [7].

Флаваноны – сравнительно небольшая и малочисленная группа флавоноидов, в тоже время имеющая огромное медицинское значение. Наиболее известные и изученные представители – это гесперидин, нарингин, пиностробин. Клинические данные по изучению этих соединений свидетельствуют об их высокой эффективности при патологиях сердечно-сосудистой системы, при лечении заболеваний вен нижних конечностей, а также доказана эффективность при лечении геморроя [9]. Растения рода Citrus наиболее богаты флаванонами, максимальное их содержание наблюдается в кожуре плодов цитрусовых. [11], [12]. Представители этого рода с давних времен используются в пищевой промышленности, их плоды применяют в качестве самостоятельных продуктов питания, а также как основа для получения кондитерских изделий и соков. Мировые объемы выращивания плодов составляют тысячи тонн [11]. Плоды Citrus limonia (L.), сем. Рутовые – Rutaceae богаты витаминами, особенно много витамин С, эфирными маслами, пептином, полифенолами, органическими кислотами [10], [11].

Материалы и методы

В качестве сырья использовали высушенную кожуру плодов Citrus limonia (L.). плоды приобретались в пунктах продажи розничной торговли осенью 2019 года. Сырье сушили и измельчали согласно требованиям нормативной документации [4].

На начальном этапе для удаления липофильных веществ сырье обрабатывали хлороформом, что позволяет удалить остатки эфирного масла, а также каротиноиды, токоферолы и стерины. Данная стадия необходима, потому что липофильные компоненты, частично растворяясь в спирте, способствуют осмолению и затрудняют исследование фракций полифенолов.

Идентификацию биологически активных веществ проводили методами бумажной хроматографии путем сравнения со стандартными образцами. При хроматографическом исследовании полученных экстрактов применяли следующие системы растворителей 15% кислота уксусная, бутанол-кислота уксусная-вода очищенная (4:1:5). Хроматограммы рассматривали в видимом и УФ-свете с последующей обработкой парами аммиака (25 % водный раствор), 2 % раствором натрия боргидрида с концентрированной кислотой хлороводородной, 2 % спиртовым раствором алюминия хлорида.

Количественное определение флавоноидов проводили спектрофотометрическим методом, используя в качестве стандартного образца гесперидин; данная методика валидирована [5].

Оптическую плотность измеряют при длине волны 286 нм в кювете с толщиной слоя 10 мм.

Результаты и их обсуждения

Осуществлен предварительный химический анализ отдельных фракций, полученных из кожуры экстракцией 40%, 70% и 95% спиртом этиловым. Производные флавона извлекаются 40 и 70 % этиловым спиртом; в 70% и 95 % спирт этиловый преимущественно переходят большинство флавоноидов, а остальные группы соединений присутствуют в следовых количествах. Изучение качественного состава флавоноидов в полученных извлечениях проводили на основании сравнения с достоверными стандартными образцами: гесперидином, гесперетином, нарингином, нарингенином, кемпферолом, диосмином, апигенин-7-О-рутинозидом. Выбор стандартных образцов проводился исходя из анализа литературных данных о качественном составе кожуры цитрусовых. Коэффициент подвижности гесперидина 0,48±0,02, в системе бутанол-кислота уксусная-вода очищенная (4:1:5). Низкое значение коэффициента подвижности в системе бутанол-кислота уксусная-вода очищенная (4:1:5) указывает, что вещество является гликозидом. При обработке хроматографического пятна последовательно 2% раствором натрия боргидрида и парами концентрированной хлористоводородной кислоты появляется характерное для флаванонов фиолетовое окрашивание. Гесперетин проявляется с высоким значением коэффициента подвижности Rf 0,90±0,03 в системе бутанол-кислота уксусная-вода очищенная (4:1:5). Нарингину соответствует пятно с Rf 0,59±0,03 в системе бутанол - уксусная кислота – вода очищенная (4:1:5) и Rf 0,89±0,02 в 15% уксусной кислоте, после обработки выше названым реактивом появлется малиновое окрашивание Гликозид апигенина в системе бутанол-кислота уксусная-вода очищенная (4:1:5) имеет коэффициент подвижности 0,63±0,03, что соответствует стандартному образцу: пятно в видимом свете бледно-желтого цвета, в УФ-свете – темно-коричневая флюоресценция, практически не меняющаяся при обработке хроматограммы под действием паров аммиака. При обработке хроматограммы боргидридом натрия появляется ярко-желтое окрашивание, которое слегка тускнеет под действием паров хлористоводородной кислоты. Характерного для флаванонов фиолетового окрашивания не наблюдается. Следует отметить, что флавоноидный состав представлен флаванонами: гесперидином, гесперетином, нарингином, а флавоны – окисленными формами перечисленных флаванонов.

Количественное определение проводили спектрофотометрическим методом, в качестве стандартного образца использовали гесперидин. Как было доказано в работах [5], [8] для количественного определения флавоноидов в кожуре цитрусовых возможно использовать смесь растворителей этанол-диметилсульфоксид – (10:2), так как в данной смеси растворителей наблюдается максимальное извлечение флаванонов, которые, как извество доминируют в кожуре плодов цитрусовых. Флаваноны, в отличие от флавонов, характеризуются одной высокоинтенсивной полосой поглощения в коротковолновой области и имеют пик 286-290 нм, что как раз соответствует пику в полученном извлечении из кожуры плодов Citrus limonia (L.) смесью растворителей этанол-диметилсульфоксид – (10:2). В УФ спектре извлечения из кожуры плодов Citrus limonia (L.) один максимум поглощения при 286 нм, у гесперидина в смеси растворителей этанол-диметилсульфоксид – (10:2) наблюдали максимум поглощения также при 286 нм.

 

Таблица 1 – Содержание суммы флавоноидов в кожуре плодов Citrus limonia (L.)

№ п/п Содержание суммы флавоноидов в кожуре плодов Citrus limonia (L.), % Метрологические характеристики
1 4,18 Xср = 4,18 S=0,1214 SХср = 0,0496 ∆Х= 0,1274 ε %=3,05
2 4,40
3 4,12
4 4,11
5 4,23
6 4,06
 

В результате количественного определения установлено, что содержание флавоноидов в кожуре плодов Citrus limonia (L.) составляет 4,18±0,1274%.

Заключение

В кожуре плодов Citrus limonia (L.) методом бумажной хроматографии обнаружены флаваноны гесперидин, его агликон гесперетин, нарингин, флавоны диосмин, апигенин-7-глюкорамнозид. Количественное содержание флавоноидов в экстрактах из кожуры плодов Citrus limonia (L.) определяли спектрофотометрическим методом в пересчете на гесперидин, извлечения получали смесью растворителей этанол-диметилсульфоксид – (10:2). Содержание составляет 4,18±0,1274%. Данная методика количественного определения впервые применена для данного сырья. Высокое процентное содержание флавоноидов в кожуре плодов Citrus limonia (L.), делает данное сырье перпективным для дальнейших изучений, а также в качестве источника получения таких ценных природных полифенолов как флаваноны.

Конфликт интересов Не указан. Conflict of Interest None declared.

Список литературы / References

  1. Антиоксидантные свойства лекарственных растений / В.Ф. Громовая [и др.] // Хим. - фармац. журн. – 2008. – Т.42, №1. – С. 26–29.
  2. Влияние флавоноидов: гесперидина и патулетина на вазодилатирующую функцию эндотелия сосудов головного мозга экспериментальных животных на фоне его фокальной ишемии/ А.В. Воронков, Э.Т. Оганесян, Д.И. Поздняков и др.// Научные ведомости Белгородского государственного университета. – 2017. – Т.19 – С. 186-194.
  3. Влияние экстракта тыквы обыкновенной (Cucurbita pepo L.) и экстракта бархатцев распростертых (Tagetes patula L.) на функциональную активность митохондрий гиппокампа в условиях экспериментального острого гипометаболизма головного мозга/ А.В. Воронков, Д.И. Поздняков, С.Л. Аджиахметова, Н.М. Червонная и др.//Фармация и фармакология. – 2019. – Т. 7, №4 . – С. 198-207.
  4. Государственная Фармакопея Российской Федерации XIV [Электронный ресурс]. – М., 2018. – URL: http://femb.ru/femb/pharmacopea.php (дата обращения: 13.09.2020)
  5. Евсеева О.С. О качественном составе флаванонов и их количественном содержании в кожуре Citrus maxima/О.С. Евсеева, О.А. Андреева, Э.Т. Оганесян, М.В. Ароян // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 6. – С. 96-99.
  6. Зудин А.М. Воздействие диосмина и гесперидина на капиллярный кровоток верхних конечностей у пациентов с вторичным синдромом Pейно/ А.М. Зудин, А.Г. Гриценко, И.Т. Хаджишвили //Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. – 2017. – № 5. – С. 60-66.
  7. Изучение взаимосвязи структуры флавоноидов и их гепатозащитной активности в условиях экспериментальной гелиотриновой гепатотоксемии / В.Н. Сыров, С.М. Юсупова, Л.Т. Пулатова и др. // Инновации в науке. – 2019. – № 6. – С. 30-34.
  8. Изучение качественного состава и разработка количественного определения флавоноидов кожуры Citrus maxima //О.С. Евсеева, О.А. Андреева, Э.Т. Оганесян, М.В. Ароян // Человек и лекарство: тез.докл. 21 Рос. нац. конгр. 7-11 апр. 2014г.- М., 2014.- С.238
  9. Стойко Ю.М. Патогенетическое обоснование эффективности применения детралекса у больных острыми формами геморроя/ Стойко Ю.М., Сотникова В.А.// Колопроктология. – 2008. – № 4. – С. 13-16.
  10. Флаваноны мякоти плодов лимона Грузинского (Citrus Limon Burm.)/М. Ментешашвили, Ш.А. Самсония, И.Л. Таргамадзе, А.Г. Шалашвили // Хим. ж. Грузии. - 2006. - 6, № 2. - С. 197-200.
  11. Хайруллина В.Р. Сравнительное изучение антиокислительных свойств некоторых флавонолов и флаванонов / В.Р. Хайруллина, А.Я. Герчиков, С.Б. Денисова // Кинетика и катализ. – 2010. Т. 51,№ 2. – С. 234-239.
  12. Flavanones in grapefruit, lemons, and limes: A compilation and review of the data from theanalytical literature / Peterson J.J. [et al.].//.J. of Food Composition and Analysis.- 2006.-№19.- Р.74–80.

Список литературы на английском языке / References in English

  1. Antioksidantnye svojstva lekarstvennyh rastenij [Antioxidant properties of medicinal plants] / V.F. Gromovaja et al // Him. - farmac. zhurn. – 2008. – Vol.42, №1. – Р. 26–29. [in Russian]
  2. Vlijanie flavonoidov: gesperidina i patuletina na vazodilatirujushhuju funkciju jendotelija sosudov golovnogo mozga jeksperimental'nyh zhivotnyh na fone ego fokal'noj ishemii [Influence of flavonoids: hesperidin and patuletin on the vasodilating function of the cerebral vascular endothelium in experimental animals against the background of its focal ischemia]/ A.V. Voronkov, Je.T. Oganesjan, D.I. Pozdnjakov et. al // Nauchnye vedomosti Belgorodskogo gosudarstvennogo universiteta. – 2017. – Vol.19 – Р. 186-194. [in Russian]
  3. Vlijanie jekstrakta tykvy obyknovennoj (Cucurbita pepo L.) i jekstrakta barhatcev rasprostertyh (Tagetes patula L.) na funkcional'nuju aktivnost' mitohondrij gippokampa v uslovijah jeksperimental'nogo ostrogo gipometabolizma golovnogo mozga [Influence of common pumpkin extract (Cucurbita pepo L.) and prostrate marigold extract (Tagetes patula L.) on the functional activity of hippocampal mitochondria under conditions of experimental acute hypometabolism of the brain]/ A.V. Voronkov, D.I. Pozdnjakov, S.L. Adzhiahmetova, N.M. Chervonnaja et. al. //Farmacija i farmakologija. – 2019. – Vol. 7, №4 . – Р. 198-207. [in Russian]
  4. Gosudarstvennaja farmakopeja Rossijskoj Federacii XIV edition [State Pharmacopoeia of the Russian Federation XIV] [Electronic resource]. – М., 2018. – URL: http://femb.ru/femb/pharmacopea.php (accessed: 13.09.2020) [in Russian]
  5. Evseeva O.S. O kachestvennom sostave flavanonov i ih kolichestvennom soderzhanii v kozhure Citrus maxima [Qualitative composition of flavanones and their quantitative content in the peel of Citrus maxima]/O.S. Evseeva, O.A. Andreeva, Je.T. Oganesjan, M.V. Arojan // Fundamental'nye issledovanija. – 2014. – № 6. – Р. 96-99. [in Russian]
  6. Zudin A.M. Vozdejstvie diosmina i gesperidina na kapilljarnyj krovotok verhnih konechnostej u pacientov s vtorichnym sindromom Rejno [Effects of Diosmin and Hesperidin on Capillary Blood Flow of the Upper Extremities in Patients with Secondary Reino's Syndrome]/ A.M. Zudin, A.G. Gricenko, I.T. Hadzhishvili //Hirurgija. Zhurnal im. N.I. Pirogova. – 2017. – № 5. – Р. 60-66. [in Russian]
  7. Izuchenie vzaimosvjazi struktury flavonoidov i ih gepatozashhitnoj aktivnosti v uslovijah jeksperimental'noj geliotrinovoj gepatotoksemii [Study of the relationship between the structure of flavonoids and their hepatoprotective activity in the conditions of experimental heliotrin hepatotoxemia]/ V.N. Syrov, S.M. Jusupova, L.T. Pulatova et. al. // Innovacii v nauke. – 2019. – № 6. – Р. 30-34. [in Russian]
  8. Izuchenie kachestvennogo sostava i razrabotka kolichestvennogo opredelenija flavonoidov kozhury Citrus maxima[Study of the qualitative composition and development of the quantitative determination of flavonoids in the peel of Citrus maxima]//O.S. Evseeva, O.A. Andreeva, Je.T. Oganesjan, M.V. Arojan // Chelovek i lekarstvo: tez.dokl. 21 Ros. nac. kongr. 7-11 apr. 2014g.- M., 2014.- Р.238 [in Russian]
  9. Flavanony mjakoti plodov limona Gruzinskogo (Citrus Limon Burm.) [Flavanones of pulp of Georgian lemon (Citrus Limon Burm.)]/ M. Menteshashvili, Sh.A. Samsonija, I.L. Targamadze, A.G. Shalashvili // Him. zh. Gruzii. - 2006. - 6, № 2. - Р. 197-200. [in Russian]
  10. Stojko Ju.M. Patogeneticheskoe obosnovanie jeffektivnosti primenenija detraleksa u bol'nyh ostrymi formami gemorroja [Pathogenetic substantiation of the effectiveness of Detralex in patients with acute hemorrhoids] / Stojko Ju.M., Sotnikova V.A.// Koloproktologija. – 2008. – № 4. – P. 13-16. [in Russian]
  11. Hajrullina V.R. Sravnitel'noe izuchenie antiokislitel'nyh svojstv nekotoryh flavonolov i flavanonov [Comparative study of the antioxidant properties of some flavonols and flavanones] / V.R. Hajrullina, A.Ja. Gerchikov, S.B. Denisova // Kinetika i kataliz. – 2010. Vol. 51,№ 2. –Р. 234-239. [in Russian]
  12. Flavanones in grapefruit, lemons, and limes: A compilation and review of the data from theanalytical literature / Peterson J.J. [et al.].//.J. of Food Composition and Analysis.- 2006.-№19.- Р.74–80.