БАВ. Природные биологически активные вещества
 Скачать 1.93 Mb.
|
|
Факторы, влияющие на накопление эфирных масел На накопление и качественный состав эфирных масел влияет фаза развития растения и возраст, природные и агротехнические факторы: географическая широта, состав почвы, климат, освещенность, влажность, высота над уровнем моря и т.д. В южных районах на открытых местообитаниях, на рыхлой и удобренной почве содержание масел в растениях повышается. Однако при очень высокой температуре ввиду испарения количество их снижается. В молодых растениях эфирных масел больше, чем в старых. Все это надо учитывать при заготовке сырья и культивировании эфиромасличных растений. Методы получения эфирных масел Эфирные масла получают как из свежего растительного сырья (герань, роза), так и из высушенного (корневища аира) или предварительно ферментированного (роза). Выбор метода получения эфирных масел зависит от мест локализации, физико-химических свойств и количества эфирного масла в сырье. 1. 1) Перегонка с водяным паром является самым распространенным методом; она основана на таких свойствах эфирных масел, как: - летучесть; - нерастворимость в воде; - на законе парциального давления Рауля, гласящем, что две несмешивающиеся жидкости, нагреваемые вместе, закипают при температуре ниже точки кипения каждой жидкости в отдельности. В лабораторных условиях получение эфирных масел осуществляют в установке, состоящей из парообразователя, запарника, холодильника и приемника. Пары воды из парообразователя, проходя через растительный материал, увлекают эфирное масло, которое конденсируется в холодильнике и собирается в приемник. Эфирные масла с плотностью меньше 1 собираются в приемник над водой, если плотность больше 1, масла собираются под водой. Этот метод используют в случаях, когда сырье содержит много эфирного масла и температура перегонки не отражается на его качестве. 2) Иногда для получения эфирного масла применяют перегонку с водой. Этот метод не требует сложной аппаратуры, но дает меньший выход масла, качество которого может снижаться за счет подгорания сырья. 2. Экстракция. 1) Экстракция эфирных масел легколетучими органическими растворителями (диэтиловым и петролейным эфирами, ацетоном). Этот метод применяется в тех случаях, когда компоненты эфирного масла термолабильны и подвергаются разрушению при перегонке с водяным паром. Проводится экстракция масла в аппаратах типа Сокслета. 2) Иногда экстракцию осуществляют сжиженными газами (пропаном, бутаном). Растворитель отгоняют, остаток подвергается очистке. 3) Эфирные масла можно экстрагировать жирным маслом при температуре 50-70°С, из которого эфирное масло можно извлечь спиртом. 3. Анфлераж (метод поглощения). Метод основан на поглощении эфирного масла из свежесобранного сырья (лепестки розы, лаванды) сорбентами (твердыми жирами). Этот процесс осуществляется в специальных герметически закрытых рамах, собранных в батарею. Твердые жиры (смесь свиного и говяжьего жира) наносят на рамы с обеих сторон слоем 3-5 мм и выдерживают со свежим сырьем 48-72 часа. Затем сырье меняют и операцию повторяют до насыщения жира эфирным маслом (до 30 раз). Из насыщенного жира эфирное масло извлекают спиртом. 4. Механические способы получения эфирных масел. Используют прессование измельченого сырья (кожуру цитрусовых). Эфирные масла при испарении окутывают растения и тем самым предохраняют их от чрезмерного нагревания днем и переохлаждения ночью (регулируется транспирация). Эфирные масла выполняют роль запасных веществ, которые расходуются во время цветения. Другие считают их продуктами распада и отбросами жизнедеятельности растений. Наиболее достоверная точка зрения: эфирные масла являются активными участниками обменных процессов, протекающих в растительном организме. Анализ ЛРС, содержащего эфирные масла Микрохимической реакцией на эфирные масла является реакция с суданом-III - красное окрашивание. Такую же окраску дают смолы и жиры. С ацетатом меди смолы дают зеленую окраску. Жиры дают черное окрашивание с осмиевой кислотой. Количественное определение эфирных масел проводят одним из четырех методов, описанных в ГФ XI, вып. I, с. 290 - 295. Сырье, содержащее эфирное масло легче воды, не изменяющееся при кипячении, анализируют 1 или 2 методом. Сырье, содержащее эфирное масло, которое приперегонке претерпевает изменения, образует эмульсию, легко загустевает или имеет плотность, близкую к 1, анализируют 3 или 4 методом. По методу 1 (схема 4) используют прибор Гинзберга (приемник укрепляют внутри колбы); во 2 - 3 методах применяют прибор Клевенджера; в 4 используется модификация прибора Клевенджера. Во 2, 3, 4 методах приемник вынесен из колбы. Различие 2 и 3 методов состоит в использовании в 3-м методе декалина, который поглощает эфирное масло. Определение эфирного масла проводят перегонкой с водяным паром из ЛРС с последующим измерением его объема. Масса сырья, степень измельчения, время перегонки, метод и количество растворителя указаны в нормативной документации (НД) на ЛРС. Схема 4 Поэтапная схема количественного определения эфирного масла в ЛРС по 1-му методу Подготовка ЛРС (измельчают, просеивают, берут навеску, помещают в колбу и заливают сырье водой) Подготовка при- (к пробке подвешивают градуированный бора Гинзберга приемник, заполненный водой, колбу (обеспечить закрывают пробкой, и присоединяют герметичность) обратный холодильник) (колбу с содержимым кипятят в течение Перегонка с водой времени, указанным в НД на каждый Охлаждение вид сырья) Измерение объема (цену деления умножают на количество масла делений) Расчет в объемно- весовых % Теоретическое обоснование 3-го этапа Метод перегонки с водой основан на свойствах эфирного масла: летучесть, нерастворимость в воде, и на законе парциального давления. Во время кипения пары воды и эфирные масла конденсируются в холодильнике и жидкость стекает в приемник. Масло собирается в верхней части градуированного приемника, так как оно легче воды, а вода через меньшее колено приемника вытекает обратно в колбу (по принципу сообщающихся сосудов). Анализ эфирных масел Анализ эфирных масел сводится к определению их подлинности, чистоты и числовых показателей - физических: плотность, угол вращения плоскости поляризации, показатель преломления и растворимость в спирте; химических: кислотное число, эфирное число до и после ацетилирования (ГФ XI, вып. 1, с. 287 - 290). Подлинность устанавливают, определяя цвет, прозрачность, запах и вкус масла. Цвет и прозрачность определяют в пробирке бесцветного стекла в проходящем свете. Запах определяют на полоске фильтровальной бумаги, сравнивая запах с контрольным образцом. Вкус определяют, прикладывая к языку полоску фильтровальной бумаги с нанесенной на нее каплей эфирного масла, или смешивают каплю масла с 1 г сахарной пудры и пробуют на вкус. Определение растворимости эфирного масла в этаноле В мерный цилиндр вместимостью 10 мл наливают 1 мл эфирного масла и постепенно приливают из бюретки при взбалтывании по 0,1 мл спирта определенной концентрации, указанной в соответствующей НД, при 20°С до полного растворения масла. Растворимость эфирных масел в этаноле дает представление не только о подлинности, но и о качестве масла. Определение примесей Обнаружение спирта: на воду, налитую на часовое стекло, наносят каплю эфирного масла. Не должно быть помутнения вокруг капли масла. проба с фуксином. 1 мл эфирного масла наливают в пробирку, закрывают комочком ваты, в середину которой помещают кристаллик фуксина, подогревают; при наличии спирта его пары растворяют фуксин,окрашивая вату в красный цвет. Жирные и минеральные масла: при взбалтывании 1 мл эфирного масла с 10 мл этилового спирта, не должно появиться мути и жирных капель. Определение числовых показателей Физические константы Плотность определяют пикнометром. Угол вращения плоскости поляризации определяют в поляриметре. Показатель преломления определяют рефрактометром. Химические константы Кислотное число - количество мг КОН, необходимое для нейтрализации свободных кислот, содержащихся в 1 г эфирного масла. Эфирное число - количество мг КОН, пошедшее на омыление сложных эфиров, содержащихся в 1 г эфирного масла. Эфирное число после ацетилирования - количество мг КОН, необходимое для омыления суммы сложных эфиров, содержащихся первоначально в 1 г масла и образовавшихсяпри ацетилировании. Числовые показатели - показатели качества эфирного масла. Для качественного и количественного анализов эфирных масел применяется газожидкостная хроматография (ГЖХ). Заготовка, сушка ЛРС 1. Заготовку сырья производят в период максимального содержания эфирного масла. 2. Сушка. Не все эфиромасличное сырье можно высушивать. Некоторые виды сырья (лаванда, роза и др.) используют в свежем виде, т.к. самые непродолжительные сроки хранения (2-3 часа) значительно снижают выход масла. Для других видов сырья правильно проведенная сушка ведет к увеличению выхода эфирного масла. Оптимальная температура сушки для сырья, содержащего эфирное масло в экзогенных образованиях - 30-35°С, в эндогенных - 40-45°С (валериана, эвкалипт). Почки сушат на холоде, т.к. в тепле они распускаются. Увеличение выхода эфирного масла в сырье может быть объяснено благоприятными условиями для деятельности ферментов. После сбора сырья при медленной сушке в живой ткани в течение некоторого времени происходит активный процесс обмена веществ и гидролиз связанных терпеноидов. Хранение сырья Сырье должно храниться цельным (неизмельченным) в сухих и прохладных помещениях отдельно от других видов сырья, т.к. возможна передача запаха. Срок хранения 1 год (3 года - валериана, аир) с последующим переконтролем. Хранение эфирного масла: в хорошо укупоренных склянках темного стекла, наполненных доверху, в защищенном от света месте, при температуре не выше 15°С отдельно от других препаратов. Использование эфиромасличного сырья 1. Сырье, содержащее эфирное масло, поступает в аптечную сеть: для приготовления настоев, отваров, сборов; для реализации населению с целью приготовления лекарственных средств в домашних условиях. 2. Сырье поступает на химико-фармацевтические заводы, где готовят настойки (мяты перечной, эвкалипта и др.), экстракты (валерианы густой и жидкий, чабреца густой и др.), получают эфирные масла (эвкалипта, мяты перечной, сосны), выделяют составные части эфирного масла - стеароптены - ментол, тимол, камфору и другие, получают препараты - антибактериальные средства: Хлорофиллипт (из эвкалипта), Ромазулан (из ромашки аптечной), Ротокан, Алором (из алоэ, ромашки) и другие. Препараты, применяемые при заболеваниях верхних дыхательных путей: Пектусин, Эвкатол (из эвкалипта), Пертуссин (из тимиана или чабреца), Ледин (из багульника) и другие. используют компоненты эфирного масла для полусинтеза: из линалоола - цитраль, из борнеола - камфору и др. Применение в медицине В медицине применяются как эфирные масла, так и их составные части и препараты на основе эфирного масла. Фармакологическое действие препаратов обусловлено химическими компонентами эфирного масла. 1. Местное, наружное применение. Эфирные масла оказывают: - раздражающее действие на кожу и слизистые, вызывая гиперемию и приток крови. Употребляются в виде мазей и растираний (камфора, скипидар); - противогрибковое действие - тимол, эвгенол; - обезболивающее действие - ментол, камфора. 2. При приеме внутрь: эфирные масла выделяются через легкие и, раздражая бронхи, усиливают выделение мокроты (анисовое - как отхаркивающее, эвкалиптовое - для ингаляций при лечении дыхательных путей). Эфирные масла оказывают: - мочегонное действие (плоды можжевельника); - сокогонное, желчегонное и спазмолитическое действие (мята); - кардиотоническое действие (камфора); - седативное - валериана, хмель. 3. Эфирные масла применяют как корригирующие средства для улучшения вкуса и запаха лекарств (лимонное, мятное масло). 4. Эфирные масла используются в производстве парфюмерных и косметических товаров. Тминное, чесночное, сельдерейное и другие масла применяются в пищевой и консервной промышленности. Горький вкус лактонов способсттвует использованию сырья одуванчика лекарственного, полын горькой, тысячелистника обыкновенного как горечь для возбужденя аппетита и улучшения пищеварения. Сесквитерпеновые лактоны, которые входят в состав эфирномасличного сырья, имеют выраженне противомикробное и протимикозное действие. Цитотоксическое действие сесквитерпеновых лактонов связывают с ненасыщенным лактонным кольцом, кетонной или эпоксидной группой. Сложноэфирные радикалы выполняют роль «носителя», обеспечивающего прникновение веществ свозь клеточные мембраны. Таблица 6 Химический состав, фармакологическая активность и использование ЛРС, содержащего эфирные масла
ТЕМА 6. ИРИДОИДЫ Горечи (Аmara) – Природные соединения различной химической природы, обладающие резко выраженным горьким вкусом и применяемые как средства, возбуждающие аппетит и улучшающие пищеварение. Горечи классифицируют на чистые горечи(Amara pura) и ароматические (Amara aromatica). Горькие вещества в растениях могут встречаться вместе с эфирными маслами, и в этом случае они называются ароматическими горечами или секвитерпеновыми. Секвитерпеновые горечи представлены преимуществено лактонами. Представители этой группы рассмотрены в эфирномасличных растениях, причём эфирное масло выступает здесь в качестве ведущей грппы БАВ. В некоторых растениях горькие вещества сочетаются со слизистыми веществами(Amara mucilaginosa). Эта группа веществ была охарактеризована при описании растений, богатых полисахаридами. В растениях горькие вещества находятся и извлекаются со слизью и обладают горьким вкусом (подорожник большой, подорожник блошный). ЛРС, содержащее ароматические горечи, будет рассмотрено в разделе «Эфирные масла». Чистые горечи в основном представлены иридоидами, или монотерпеновыми гликозидами. Иридоиды– группа монотерпеновых соединений растительного происхождения, которые имеют в своей структуре частично гидрированную циклопентанпирановую систему. Иридоиды (или псевдоиндиканы) - группа циклопентанпирановых монотерпенов, название которых связано с иридодиалем, который был получен из рода муравьев Iridomyrmex. Псевдоиндиканами названы за способность давать синюю окраску в кислой среде. В растениях иридоиды чаще всего находятся в виде гликозидов, иногда – в свободном виде (в виде агликонов). Сахарная часть представлена глюкозой, ксилозой, рамнозой, галактозой.
КЛАССИФИКАЦИЯ Иридоидные соединения подразделяют на 4 основные группы: 1. Циклопентановые иридоиды. 2. Секоиридоиды. 3. Иридоиды семейства валериановых – валепотриаты. 4. Комплексные иридоид – алкалоиды. Встречаются в растениях димерные иридоиды. I. Циклопентановые иридоиды: по количеству углеродных атомов в скелете агликона иридоидные гликозиды разделяют на 4 типа: С8; С9; С10 и С14. 1. Иридоидные гликозиды, содержащие в агликоне 8 атомов углерода, составляют подгруппу унедозида - унедозид, стильберикозид:  2. Иридоидные гликозиды, содержащие в агликоне 9 атомов углерода, подразделяются на 2 подгруппы: · Иридоиды подгруппы аукубина - аукубин, каталпол, гарпагид:  Аукубин (аукубозид) – широко распространен в растительном мире (в 90 семействах), содержится в сем. Scrophulariaceae, Plantaginaceae и др. Он обладает бактериостатической, противовоспалительной и смазмолитической активностью, является антидотом при отравлении токсинами грибов из рода Amonita spp. Гарпагид – содержится в растениях рода Plantago, Verbascum. · Иридоиды подгруппы декалозида - декалозид, деуциозид и деуциол:  ДЕКАЛОЗИД 3. Иридоидные гликозиды, содержащие в агликоне 10 атомов углерода, составляют подгруппу логанина - логанин, асперулозид, валерозидат, лолиолид:  ЛОГАНИН Логанин – гликозид с горьким вкусом, впервые выделенный из семян Strychnos nux vomica. Позже идентифицирован в других растениях (Menyanthes trifoliata, Verbena). Он проявляет противовоспалительную активность. Асперулозид – распространен в семействах Rubiaceae, Ericaceae. В результате ферментативного гидролиза образуется агликон, который вызывает почернение собранных листьев.  ВАЛЕРОЗИДАТ 4. Иридоидные гликозиды, содержащие в агликоне 14 атомов углерода, составляют подгруппу – плюмерида и плюмерицина:
II. Секоридоиды с открытым кольцом циклопентана, их подразделяют на 3 группы: Простые секоиридоиды типа секологанина:  СЕКОЛОГАНИН 2. Секоиридоиды группы олеуропеина (имеют двойную связь между С8- С9). Олеуропеин впервые выделен из плодов и листьев маслины (Olea europaea). Он обладает гипотензивной активностью, препятствует накоплению холестерина.  ОЛЕУРОПЕИН 3. Секоиридоиды группы генциопикрозида (генциопикрина) содержатся в растениях семейств: Gentianaceae, Menyanthaceae, Loganiaceae, Apocynaceae, Caprifoliaceae, Oleaceae. Представителями этой группы являются сверозид и его производные (амарогентин, амаросверин), сверциамарин, генциопикрозид и его производные (эритроцентаурин и др.)  СВЕРОЗИД ГЕНЦИОПИКРИН Эти соединения содержатся в листьях вахты трехлистной и в траве золототысячника зонтичного. III. Иридоиды семейства Valerianaceae – валепотриаты: делятся на 2 группы: вальтраты и дигидровальтраты. Валепотриаты – нестойкие соединения. Во время сушки ЛРС под действием ферментов происходит образование балдриналя и гомобалдриналя, выделяются свободные кислоты (изовалериановая или ее аналоги), при этом сырьё приобретает характерный валериановый запах.
РАСПРОСТРАНЕНИЕ ИРИДОИДОВ В РАСТИТЕЛЬНОМ МИРЕ Иридиоды довольно широко распространены в растениях таких семейств, как: Горечавковые (Gentianaceae), Яснотковые (Lamiaceae), Вахтовые (Menyanthaceae), Норичниковые (Scrophulariaceae), Валериановые (Valerianaceae), Подорожниковые (Plantagina- ceae) и др. В настоящее время выделено более 250 иридоидов из 300 растений. Локализация. Иридоиды накапливаются в различных органах и частях растений: - в листьях (вахта трехлистная, подорожник большой); - в траве (золототысячник зонтичный, пустырник); - в корнях (горечавка желтая, пион); - в корневищах с корнями (валериана лекарственная); - в коре (калина обыкновенная); - в цветках (коровяк скипетровидный); - в плодах (эвкоммия вязолистная). Комплексные иридоид-алкалоиды обнаружены в семействах Rubiaceae, Apocynaceae. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА В чистом виде иридоидные гликозиды представляют собой бесцветные кристаллические (иногда аморфные) вещества с температурой плавления от 50 до 300°С. В большинстве своем легко растворимы в воде, низших спиртах, в водных растворах низших спиртов и ацетоне. Однако встречаются иридоиды (одонтозид), которые трудно растворяются в воде и несколько лучше – в этилацетате. Плохо или совсем нерастворимы в неполярных органических растворителях. Легко окисляются кислородом воздуха. Иридоиды часто имеют горький вкус и обладают характерным свойством: под действием кислот или ферментов в присутствии кислорода воздуха иридоиды-гликозиды легко подвергаются гидролизу, продукты гидролиза образуют окрашенные в синий или сине-фиолетовый цвет растворы с последующим выпадением фиолетово-черного осадка. Сырье, содержащее иридоиды, часто при сушке чернеет. Это происходит вследствие ферментативного расщепления гликозидов до агликонов, которые легко окисляются, полимеризуются и переходят в темно-коричневые пигменты. ВЫДЕЛЕНИЕ ИРИДОИДОВ ИЗ ЛРС Учитывая особенную чувствительность иридоидов по отношению к кислотам и ферментам (гидролиз) при их выделении сырьё предварительно обрабатывают карбонатом кальция (растительное сырьё - карбонат кальция 10:1) для нейтрализации органических кислот. Ферменты инактивируют нагреванием свежего сырья при 100°С с последующим высушиванием при 60°С. Универсального метода выделения иридоидов из ЛРС не существует. Выделение иридоидов из ЛРС проводят водой, нисшими спиртами или водно-спиртовыми смесями. Можно предложить следующую схему выделения иридоидов. 1. Сырьё экстрагируют 50% этанолом. Для нейтрализации органических кислот к раствору добавляют кальция гидрокарбонат. Экстракцию иридоидов проводят при нагревании. 2. После фильтрации сырье выбрасывают. 3. Отгонка спирта под вакуумом до водного остатка. 1. Для очистки от липофильных веществ водный раствор порциями обрабатывают петролейным эфиром, который затем выбрасывают. 2. Очищенный водный раствор пропускают через колонку с оксидом алюминия для удаления фенольных соединений. 3. Полученный водный элюат упаривают досуха, остаток растворяют в небольшом количестве этанола, к которому прибавляют ацетон для осаждения полисахаридов, сапонинов и других балластных веществ. 4. Осадок балластных веществ отфильтровывают, а спирто- ацетоновый раствор, содержащий сумму иридоидов, упаривают. 5. Выделение индивидуальных веществ проводят методом распределительной колоночной хроматографии. В других случаях используют свойство иридоидов обратимо адсорбироваться на активированном угле. Иридоиды из растительного сырья экстрагируют водой с добавлением карбоната кальция (для нейтрализации и связывания свободных кислот). К полученному экстракту добавляют активированный уголь, который затем промывают водой для удаления свободных сахаров. Иридоиды с угля элюируют 50% (аукубин) или 70% (асперулозид) этанолом, элюат концентрируют упариваением. Разделение очищенной фракции проводят хроматографически на колонках с полиамидным сорбентом, силикагелем, целлюлозой, препаративной тонкослойной хроматографией. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
