Старт в науке
Научный журнал для школьников ISSN 2542-0186
О журнале Выпуски Правила Олимпиады Учительская Поиск Личный портфель

СОДЕРЖАНИЕ ФЛАВОНОИДОВ В РАСТИТЕЛЬНОМ СЫРЬЕ И ИХ РОЛЬ В УКРЕПЛЕНИИ ЗДОРОВЬЯ

Трубников И.С. 1
1 МБОУ "Ивнянская СОШ №1"
содержание флавоноидов в растительном сырье и их роль в укреплении здоровья
1.Девятин В.А. Методы химического анализа в производстве витаминов. М.: Медицина, 1964. - 360 с.
2.Коренская И.М., ИвановскаяН.П., Измалкова И.Е. Лекарственные растения и лекарсвенное сырье, содержащее флавоноиды, кумарины, хромоны. Воронеж, 2007. – 78 с.
3.Корулькин Д.Ю. Природные флавоноиды. Новосибирск: Академическое изд-во «Тео», 2007. - 232 с.
4.Лекарственное растительное сырье. Фармакогнозия : учеб. пособие /под ред. Г.П. Яковлева, К.Ф. Блиновой. – СПб. : СпецЛит, 2004. – 765 с.
5.Носов А.М. Лекарственные растения. М. : ЭКСМО – Пресс, 2001. – 348 с.
6.Семенов А.А. Очерк химии природных соединений. Новосибирск: Наука, 2000. – 664 с.
7.Соколов С.Я. Фитотерапия и фармакология. М.:Мед. информ. агентство, 2000. – 976 с.

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.

 
 
Высокое содержание флавонов, флавонолов, флавононов обнаружено в спиртовых экстрактах и водных настоях ромашки, чабреца, календулы, цедры лимона. Халконы и ауроны обнаружены в спиртовых экстрактах и водных настоях цветов липы, плодовах боярышника, шиповника. Антоцианы определены в спиртовых экстрактах и водных настоях плодов черноплодной рябины, смородины, клюквы. При качественном анализе спиртового экстракта и водного настоя черного чая наблюдалось незначительное изменение окраски раствора, что свидетельствовало о более низком содержании флавоноидов в чае, по сравнению с другими образцами. Для расчета содержания флавоноидов в водных настоях и спиртовых экстрактах растительного сырья строились калибровочные кривые по водному и спиртовому раствору рутозида.

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).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674