Введение
Проблема сохранения здоровья населения страны очень актуальна в настоящее время для нашего государства. Правильное питание является обязательным компонентом здорового образа жизни, служит фактором профилактики основных заболеваний современного человека: сердечно-сосудистых, онкологических, эндокринологических и д.р. Растительное сырье является уникальным источником биологически активных веществ (дубильные вещества, органические кислоты, гликозиды, аминокислоты, флавоноиды и другие), оказывающих общеукрепляющее действие на организм.Флавоноиды составляют обширную группу природных соединений. Впервые выделенный из растений в 1814 году флавоноид имел желтую окраску, отсюда и название (от латинского "flavus" - "желтый"). К настоящему времени установлена структура и описаны физико-химические характеристики более 7500 природных флавоноидов [6]. Флавоноиды – крупнейший класс биологически активных веществ растительного происхождения. Они являются мощными природными антиоксидантами, укрепляют стенки сосудов и нормализуют артериальное давление, стимулируют иммунитет, оказывают противовоспалительное, противоопухолевое, противоаллергическое действия. Флавоноиды нетоксичны, не вызывают побочных эффектов, этим и обусловлено их широкое применение в медицине. Привлекают внимание антимикробные свойства флавоноидов. Выявлено отрицательное влияние кверцетина на грамположительные бактерии, флавонов и халконов - на стафилококк, стрептококк, антимикробное действие отмечалось у антоцианов и катехинов чая [3]. Широкий диапазон терапевтических возможностей флавоноидов позволяет считать их источниками средств общего положительного на организм действия. Флавоноидные препараты необходимы не только для лечения заболеваний, но и для профилактики нарушений у здоровых лиц [7].
В организме флавоноиды не синтезируются, важным для здоровья человека является их ежедневное употребление с пищей. Вследствие этого, актуальным является исследование количественного содержания флавоноидов в различных продуктах питания.
Цель исследования.
Целью нашего исследования являетсясравнение качественного и количественного содержания флавоноидов в растительном сырье и разработка рекомендаций по применению травяных чаев в образовательных учреждениях.
В связи с целью были поставлены следующие задачи:
1. Изучить информацию по теме.
2. Провести разделение флавоноидов спиртовых экстрактов и водных настоев растительного сырья методом бумажной хроматографии.
3. Провести качественный анализ содержания флавоноидов в растительном сырье.
4. Определить количественное содержание флавоноидов в растительном сырье.
5. Составить рецепты травяных чаев для школьного буфета.
Объекты исследования: ягоды смородины, клюква, плоды шиповника, боярышника, черноплодной рябины, яблоки, цедра лимона, апельсина, цветы липы, ромашка, чабрец, календула, черный чай и др.
В ходе выполнения исследования «Содержание флавоноидов в растительном сырье и их роль в укреплении здоровья» был подробно изучен теоретический материал по теме. Разобраны методики качественного и количественного анализа содержания флавоноидов в различном растительном сырье, выбрана наиболее доступная методика для выполнения в условиях школьной лаборатории. Предложена рецептура травяных чаев для учащихся с выявленными хроническими заболеваниями.
Материалы и методы
Выделение флавоноидов из растительного сырья: для исследования были выбраны ягоды смородины, клюква, плоды шиповника, боярышника, черноплодной рябины, яблоки, цедра лимона, апельсина, цветы липы, ромашка, чабрец, календула, черный чай. Для приготовления спиртового экстракта 2,5 г высушенного измельченного растительного сырья помещали в колбу, добавляли 25 мл 70% этилового спирта, экстракцию проводили на кипящей водяной бане в течение 20 минут. Для приготовления водного настоя 2,5 г высушенного измельченного растительного сырья помещали в колбу, добавляли 25 мл воды, экстракцию проводили на кипящей водяной бане в течение 20 минут. Полученные извлечения охлаждали, фильтровали и использовали для дальнейшего анализа.
Метод бумажной хроматографии: бумажная хроматография – один из видов распределительной хроматографии. В качестве носителя мы использовали хроматографическую бумагу. Исследуемое вещество наносится в виде капель на расстоянии 1 см от края хроматографической бумаги, которую помещают в хроматографическую камеру с 60% уксусной кислотой в качестве элюирующего раствора, который передвигается по бумаге под действием капиллярных сил [1]. Нанесенное вещество движется с током растворителя. Вещества, хуже сорбирующиеся на волокнах бумаги, передвигаются быстрее. Потом бумагу высушивают, смотрят окраску пятен в УФ-свете, обрабатывают проявителем, наблюдают изменения окраски пятен.
Окраска пятен флавоноидов на хроматограммах [2]
Соединения |
Окраска пятен в УФ-свете |
||
до проявления |
с раствором AlCl3 и нагреванием при 100-105⁰С 3-5 мин. |
с раствором КОН |
|
Катехины |
Не окрашены |
Не окрашены |
Бесцветная, переходящая в желтую |
Флавонолы |
Желтая |
Ярко-желтая |
Желтая |
Флавоны |
Коричневая |
Желтая, желто-зеленая |
Желтая, желто-зеленая |
Флаваноны |
Не окрашены |
Слабо-желтая |
Желто-оранжевая |
Халконы |
Оттенки желтого |
Желто-оранжевая |
Оранжево-красная |
Ауроны |
Оттенки красного |
Оранжево-красная |
Оттенки красного |
Качественный анализ содержания флавоноидов в растительном сырье: общей реакции, специфической для всех классов флавоноидов, не существует. Наиболее часто для обнаружения флавоноидов применяют цианидиновую реакцию (проба Chinoda):
1. Цианидиновая реакция
Реакция основана на восстановлении флавоноидов атомарным водородом в кислой среде до антоцианидинов [2]. Флавонолы и флавонол-3-гликозидыдают ярко-розовое, красное или оранжевое окрашивание.Цианидиновую реакцию не дают халконы, ауроны, катехины, антоцианидины.
2. Реакция с раствором 5% хлорида алюминия
Флавоноиды, имеющие две оксигруппы в С3и С5положениях дают хелаты желтого цвета за счет образования водородных связей между карбонильной и гидроксильными группами. Раствор окрашивается в желтый цвет.
3. Реакция с раствором аммиака, гидрокарбонатом натрия, щелочью.
Проводится для определения основного структурного типа флавоноидов и ориентации гидроксильных групп. Флавоны, флавонолы, флаваноны приобретают желтое окрашивание, при нагревании переходящее в оранжевое или красное; халконы и ауроны – оранжевое или красное окрашивание. Антоцианы образуют синее или фиолетовое окрашивание [2].
4. Реакции с солями железа.
Образуются окраски от зеленой (флавонолы) до коричневой (флаваноны, халконы, ауроны) и красновато-бурой (флавоны) [2].
5. Реакции с ацетатом свинца
Флавоны, халконы, ауроны, содержащие свободные орто-гидроксильные группы в кольце В образуют осадки, окрашенные в ярко-желтый или красный цвета. Антоцианы образуют осадки, окрашенные как в красный, так и синий цвет [2].
6. Реакция с 1% раствором ванилина в концентрированной соляной кислоте.
Катехины (а также производные флороглюцина и резорцина) образуют малиново-красное окрашивание.
Фотометрический метод количественного определения флавоноидов в растительном сырье: метод основан на образовании окрашенного в желтый цвет комплексного соединения флавоноидов с 1% спиртовым раствором хлорида алюминия [1].Для построения калибровочного графика использовали спиртовой и водный растворы рутозида (0,5 мг/мл).
Схема разведения раствора рутозида
№ |
С, мг/мл |
V H2O, мл |
V рутозида, мл |
1 |
0,5 |
0 |
1 |
2 |
0,4 |
0,2 |
0,8 |
3 |
0,3 |
0,4 |
0,6 |
4 |
0,2 |
0,6 |
0,4 |
5 |
0,1 |
0,8 |
0,2 |
6 |
0 |
1 |
0 |
К 1 мл раствора добавляли 1 мл хлорида алюминия, измеряли оптическую плотностьна КФК-3 при длине волны 410 нм в кювете с толщиной слоя 10 мм. Извлечения, полученные из растительного сырья, разводили в 10 раз, конечный объем составлял 1 мл, далее определения проводили по той же схеме.
Содержание флавоноидов (%) в образцах вычисляли по формуле:
Х = (250 Dх/ kmх)*100%,
где Dx, - оптическая плотность исследуемого раствора, тх- масса сырья (мг), k– коэффициент пересчета
Заключение
Согласно методикам выделения флавоноидов, встречающимся в литературе, экстракцию проводят органическими растворителями. В работе мы определяли качественный состав и количественное содержание флавоноидов спиртовых экстрактов и водных настоев растительного сырья.
Методами качественного анализа флаваноиды были обнаружены во всех изучаемых образцах.
По результатам работы было установлено, что для всех исследуемых объектов характерно более высокое общее количественное содержание флавоноидов в пересчете на рутозид в спиртовых экстрактах, по сравнению с водными настоями.
Тем не менее, достаточно высокое общее количественное содержание флавоноидов обнаружено в водных настоях цветов липы, чабреца, плодов шиповника, черноплодной рябины, клюквы. Разделение флавоноидов проводили методом бумажной хроматографии. В спиртовых экстрактах и водных настоях растительного сырья были обнаружены следующие классы флавоноидов: флаванолы, флаваноны, флавоны, халконы, ауроны. Флуоресценция пятен в УФ-свете до проявления и после обработки проявителями интенсивнее при разделении спиртовых экстрактов.
Мы проанализировали данные медицинского пункта о распространенности различных групп хронических заболеваний среди школьников ГБОУ ПО "Губернский лицей-интернат для одаренных детей".
Нами была предложена рецептура травяных чаев для коррекции и профилактики данных патологий [4, 5]:
•Желудочный чай (основной компонент – цветы липы, ромашка (1:1), вспомогательные компоненты - черная смородина, календула)
•Для дыхательных путей (основной компонент – чабрец, календула (1:1), вспомогательные компоненты -ромашка, липа, цедра лимона, плоды шиповника)
•Седативный чай (основной компонент – ромашка,вспомогательные компоненты -плоды боярышника, цедра лимона)
•Сердечный чай (основной компонент – черная смородина, плоды боярышника (1:1),вспомогательные компоненты -черноплодной рябины, клюквы)
•Поливитаминный чай (основной компонент – плоды шиповника, вспомогательные компоненты -черноплодной рябины, клюквы, черной смородины, цедра лимона, цедра апельсина, яблоко).
Выводы:
1. Основные классы флавоноидов, которые удается разделить бумажной хроматографией: флаванолы, флаваноны, флавоны, халконы, ауроны.
2. Общее количественное содержание флавоноидов выше в спиртовых экстрактах, это свидетельствует о лучшей экстракции флавоноидов органическими растворителями.
3. Наибольшее содержание флавоноидов было установлено в чабреце, черноплодной рябине, календуле и цветках липы.
4. Предложена рецептура травяных чаев для учащихся с выявленными хроническими заболеваниями.
Библиографическая ссылка
Трубников И.С. СОДЕРЖАНИЕ ФЛАВОНОИДОВ В РАСТИТЕЛЬНОМ СЫРЬЕ И ИХ РОЛЬ В УКРЕПЛЕНИИ ЗДОРОВЬЯ // Старт в науке. – 2023. – № 3. ;URL: https://science-start.ru/ru/article/view?id=2313 (дата обращения: 23.11.2024).