изучение возможности выделения рутинa из природного сырья

ИЗУЧЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ВЫДЕЛЕНИЯ РУТИНA ИЗ
ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ ДЛЯ БИОХИМИЧЕСКОГО СИНТЕЗА
НАНОЧАСТИЦ МЕТАЛЛОВ.
Тагирова М.А., Васина С.М.
Аннотация. Проведена экстракция флавоноидов из зеленого чая и
шелухи лука. Для идентификации выделенных флавоноидов применена
цианидиновая реакция, реакция с хлоридом алюминия и метод. нисходящей
хроматографии.
Определено
количественное
содержание
суммы
флавоноидов
спектрофотометрическим методом. Для проведения
количественного определения рутина в растительном сырье применен по
раздельному
извлечению
рутина
фотоколориметрический
метод
исследования. Показано, что использование в качестве источника для
выделения рутина шелухи лука более предпочтительно, по сравнению с
другими исследуемыми материалами растительного происхождения.
Ключевые слова: биохимический синтез, природные восстановители,
шелуха лука, чай, рутин, спектрофотометрия.
Тагирова Машхура Амириддиновна - Самаркандский государственный
университет, магистр кафедры физической химии, Самарканд, Узбекистан;
Васина Светлана Михаиловна - Самаркандский государственный
университет, доцент, Самарканд, Узбекистан.
Флавоноиды — это крупнейший класс растительных пигменты,
представляющих собой низкомолекулярные полифенольные соединения,
основой которых является трехкольцевая структура: два ароматических
кольца (А и В), соединенных между собой гетероциклом (С), содержащим
кислород, и называемым также пирановым кольцом. Интерес к флавоноидам
велик ввиду присущего им широкого спектра биологического действия и
антиоксидантной активности. Флавоноиды содержатся в цедре цитрусовых,
луке, зелёном чае,а также во фруктах, цветах, травах[1-3]. Кроме того
флавоноиды являются более эффективными восстановителями и в то же
время менее токсичными и более безопасными реагентами, чем
традиционные химические восстановители.
Анализ литературных данных [4-6] показал, что наиболее
перспективным методом получения наночастиц металлов является метод
биохимического синтеза в обратных мицеллах. Особенностью получения
наночастиц методом биохимического синтеза является использование
нетрадиционных восстановителей , а именно восстановителей растительного
происхождения из группы флавоноидов. Эти вещества имеют известные
структуры и концентрации, что позволяет оказывать влияние на
формирование наночастиц. путем варьирования значимых параметров, а
также более высокую воспроизводимость результатов. При этом сохраняются
технологическая простота и экономичность, а также высокая стабильность
наночастиц. Это обеспечивает ряд преимуществ, важных для практического
применения наночастиц металлов.
В методе биохимического синтеза чаще всего используются в качестве
природных восстановителей три флавоноида из подгруппы флавонола:
кверцетин, рутин и морин. Эти вещества известны своей способностью
хелатировать ионы металлов. В дальнейшем для получения наночастиц
металлов нами предполагается изучить возможность применения в качестве
восстановителя рутин.
Рутин содержится в составе биологически активных добавок и
лекарственных препаратов. Наряду с другими флавоноидами он присутствует
во многих растениях и пищевых продуктах. По химической структуре рутин
представляет собой 5,7,3’,4’-OH-3-рамноглюкозид
OH
HO
O
OH
O
OH
Glu-O-Ram
O
Рисунок 1 – Химическая структура рутина
C27H30O16 M=610,52 г/моль
Перед нами была поставлена цель изучить возможность выделения
рутина из природного сырья. Объектами исследования выбраны два образца
зеленного чая( мелколистовой и крупнолистовой) и шелуха лука. Для
флавоноидов не существует универсального метода выделения из
растительного сырья, так как они очень сильно различаются по своей
растворимости в воде или органических растворителях. В каждом
конкретном случае прибегают к наиболее подходящему методу или
сочетанию методов с учетом свойств выделяемых веществ, свойств
возможных сопутствующих соединений и особенностей растительного
сырья. Нами с целью удаления из сырья липофильных примесей его
предварительно обрабатывали четыреххлористым углеродом. С целью
выяснения о содержании в исследуемых видах растений флавоноидов.
проводили экстракцию в аппарате Сокслета, 70% растворами этанола в
течение 120 минут. Для обнаружения различных видов флавоноидов
используются качественные реакции. Они необходимы для подтверждения
нахождения той или иной структуры на этапе идентификации флавоноидов.
Для качественного определения использовали цианидиновую реакцию,
основанную на восстановлении карбонильной группы и образовании
антоцианида цинковой пылью в присутствии концентрированной
хлористоводородной кислоты с образованием оксониевое соединение. Для
поведения цианидиновой реакции полученные экстракты упаривали и
прибавляли по 0,05 г цинковой пыли. Затем нагревали на водяной бане до
кипения. Наличие в исследуемых образцах флавоноидов подтверждалось
появлением ярко-красной окраски жидкости. Также была проведена реакция
с хлоридом алюминия. К одному мл экстракта добавляли 2-3 капли 5%
раствора хлорида алюминия. Появление лимонно –желтой окраски говорило
о присутствие в анализируемых объектах флавоноидов, имеющих две
оксидных группы. Кроме того для качественного определения состава
исследуемых образцов использовали метод нисходящей хроматографии в
системе 15% уксусной кислоты. Хроматографирование проводили с
использованием хроматографической бумаги марки «С» В качестве
проявителя раствор хлорида алюминия. На хроматограмме было получено
желто-коричневое пятно. Судя по окраске пятен после обработки и
определения значения Rf (Rf рутина= 0,62, Rf кверцетина= 0,90) можно
сделать вывод о присутствие в исследуемых образцах флавоноидов.
Количественное определение суммы флавоноидов
проводили
спектрофотометрическим методом, основанным на использовании реакции
комплексообразования флавоноидов с алюминия хлоридом. Аликвоту
анализируемого экстракта объемом 1 мл помещали в предварительно
взвешенную мерную колбу вместимостью 25 мл и взвешивали. После чего
добавляли 4 мл 5% раствора хлорида алюминия. В качестве раствора
сравнения использовали аликвот анализируемого экстракта. 70% раствором
этилового спирта доводили объем обеих колб до метки. В случае помутнения
растворов их фильтровали через бумажные фильтры. Оптическую плотность
измеряли в интервале 400 - 450 нм на длине волны максимума поглощения в
кюветах с толщиной поглощающего слоя 1см, в рабочую кювету помещали
раствор с добавленным хлоридом алюминия, в кювету сравнения—раствор
сравнения. Максимум поглощения расположен в области 400 - 420 нм, в
виду этого в качестве стандарта использовали ГСО рутина.
Для построения калибровочного графика зависимости оптической
плотности от количества рутина в растворе точную навеску ГСО рутина
около 0,05 г количественно переносили в мерную колбу вместимостью 50 см3
,прибавляли отмеренные 40мл 60%-го водного спирта, нагревали до
5О - 6О °С до растворения рутина, затем охлаждали до комнатной
температуры и доводили до метки 60%-м спиртом. По истечению 30 минут
измеряли оптическую плотность в интервале 400-450 нм . Калибровочный
график зависимости оптической плотности от количества рутина в
спектрофотометрируемом растворе имеет вид прямой линии, проходящей
через начало коордииат.
Массовую долю суммы флавоноидов в исследуемых экстрактах в
пересчете на рутин в мг/ 100г (Х) вычисляли по формуле:
(
где, с – количество рутина в анализируемой аликвоте экстракта,
соответствующее измеренной оптической плотности по калибровочному
графику, г/25 см3;
Fр – фактор разбавления;
№
1
2
3
105 – коэффициент пересчета в мг/100г;
М – масса экстракта, г.
Экспериментальные данные приведены в таблице 1.
Суммарное содержание флавоноидов в исследуемых образцах
Таблица 1
-3
Наименование экстракта
Содержание 1•10 , мг/ мл
Шелуха лука
104,7
Зелёный чай (крупнолистовой)
31,1
Зелёный чай (мелколистовой)
63,4
Для проведения количественного анализа содержания рутина
в
исследуемом растительном сырье были проведены эксперименты по
раздельному извлечению рутина по известной методике [7] Для анализа
брали навеску 5 г растительного сырья растирали в фарфоровой ступке в
присутствии спирта. Растертую навеску переносили на воронку Бюхнера
и экстрагировали спиртом до полного обесцвечивания остатка и
стекающего экстракта. Объем фильтрата доводили спиртом до100 см3
и из этого объема отбирали для определения 25 см3в колбу Вюрца.
Спирт отгоняли почти досуха и остаток в колбе обрабатывают малыми
порциями диэтилового эфира до получения неокрашенного экстракта(для
удаления кверцетина, каротиноидов и других эфирорастворимых веществ).
Эфирные извлечения объединяли. Спиртовый раствор рутина доводили
80О-м спиртом до25 см3. Затем проводили колориметрический анализ на
приборе ФЭК-56М с синим светофильтром в кювете с рабочей длиной10
мм. Содержание рутина находили по калибровочной кривой. Полученные
результаты представлены в таблице 2
Содержание рутина в исследуемых образцах
Таблица 2
-3
№
Наименование экстракта
Содержание 1•10 , мг/ мл
1
Шелуха лука
3,98
2
Зелёный чай (крупнолистовой)
1,18
3
Зелёный чай (мелколистовой)
2,41
Таким образом, исследованное растительное сырье представляет
интерес для практического извлечения рутина для использования в
качестве природного восстановителя в биохимическом синтезе наночастиц
металлов в обратных мицеллах.
Список литературы
1. Биологически активные вещества растительного происхождения / Б.Н.
Головкин, Р.Н. Руденская, И.А. Трофимова, А.И. Шретер. – М.: Наука, 2002.
2. Корулькин, Д.Ю. Природные флаваноиды /Д.Ю. Корулькин, Ж.А. Абилов,
Г.А. Толстиков. – Новосибирск: Наука, 2007. – 296с.
3. Георгиевский, В. П. Биологически активные вещества лекарственных
растений / В. П. Георгиевский, Н.Ф. Комиссаренко, С.Е. Дмитрук. –
Новосибирск: Наука, 1990. – 144с.
4. Бучаченко, А.Л. Нанохимия прямой путь к высоким технологиям нового
века / А.Л. Бучаченко // Успехи химии. - 2003. -Т. 72 (5).-С. 419-433.
5.Сергеев Г.Б. Нанохимия.- М.: Изд-во МГУ, 2003.-288с.
6.Егорова Е.М. Наночастицы металлов в растворах: биохимический синтез,
свойства и применение:дис.док.хим.наук.:03.01.06 / Елена Михайловна
Егорова ; Научно-исследовательский институт общей патологии и
патофизиологии РАМН, -Москва,2011- 284л.