Химия и химические технологии/ 4. Химико-фармацевтическое производство

к.х.н. Таутова Е.Н., к.х.н. Хамитова А.С., Печкурова А.А.

Кокшетауский государственный университет им. Ш. Ш. Уалиханова, Казахстан

Исследование биологически активных соединений Humulus lupulus Акмолинской области

Все растения являются носителями биологически активных веществ, которые содержаться в них в малых количествах, но составляют наибольшую ценность растения, так как именно они обладают целебными свойствами. Эти чудодейственные соединения в медицине называют «физиологически активными», «фармакологически активными» или «действующими» веществами. Они отличаются большим разнообразием химического состава и лечебных эффектов.

Хмель хорошо знали в Древнем Риме. Созревшие шишки хмеля содержат горькое вещество лупулин, разнообразные по химическому составу и действию на организм человека биологически активные соединения (эфирное масло, алкалоид хумулин, гормоны, хлорогеновая, валериановая и хмеледубильные кислоты, флавоновые гликозиды, кумарины, красящие и смолистые соединения, витамины (рутин, В1, В3, В6, РР и другие соединения).

В шишках хмеля содержатся: зола - 9,55 %; макроэлементы (мг/г): К - 28,20, Ca - 10,70, Mn - 3,40, Fe - 0,20; микроэлементы (мкг/г): Мg - 30,60, Cu - 4,64, Zn - 28,20, Mo - 0,16, Cr - 0,96, Al - 150,15, V - 0,56, Se - 0,09, Ni - 2,72, Sr - 1,36, Pb - 2,00, В - 34,00, I - 0,15. В побегах и листьях в большом количестве содержится аскорбиновая кислота (до 190 мг %) [1-4].

Основными биологически активными веществами, обусловливающими фармакологическую активность шишек хмеля, являются горечи и полифенольные соединения, а также эфирное масло. Это наиболее важные соединения хмеля, они имеют особое значение в фармацевтическом производстве и в научно-практической медицине. Шишки хмеля содержат 0,2–1,8% эфирного масла, 2–5% полифенольных соединений и от 5 до 26% горечей. Лупулин содержит 1–3% эфирного масла, около 5% горечей, 50–70% смолистых веществ, а также воски, желтый пигмент, холин, гипоксантин, аденин, цератиновую и изопропилакриловую кислоты, также гумулин (хопеин) — алкалоидоподобное вещество с наркотическим действием [2,3].

Лупулин действует успокаивающе на центральную нервную систему, а витамины, флавоноиды и гормоны соплодий хмеля оказывают болеутоляющее, противовоспалительное, гипосенсибилизирующее, противоязвенное и капилляроукрепляющее действия.

Препараты из шишек хмеля возбуждают аппетит, положительно влияют на процессы пищеварения, обмен веществ (особенно водный, минеральный и жировой обмен), обладают антиаллергическим и противоопухолевым эффектами, улучшают регенерацию кожи, жизнедеятельность волосяных луковиц, оказывают мочегонное, обезболивающее, противовоспалительное, противогрибковое и антимикробное действия [2,3].

В связи с вышеизложенным, изучение особенностей хмеля обыкновенного (Humulus lupulus), произрастающего в Акмолинской области как потенциального сырья для пищевой и фармацевтической промышленности, является новым и актуальным научным исследованием.

Цель данной работы состоит в определении степени биологической активности Humulus lupulus. Объект исследования: шишки и железки Humulus lupulus (высушенные), собранные в Акмолинской области (лето 2010 г.).

В первой части исследования провели разделение пигментов из спиртовой вытяжки Humulus lupulus (по Краусу) для установления наличие в шишках хмеля смеси желтых и зеленых пигментов - каратиноидов и хлорофиллов.

Это один из первых методов разделения пигментов. Был предложен немецким ученым Краусом в 1860 г. Метод основан на различной растворимости пигментов в полярных (спирт, ацетон) и неполярных (бензин) растворителях. Эти растворители не смешиваются при сливании и образуют два слоя: верхний - бензиновый, где растворены хлорофиллы и каротин, и нижний – спиртовый, где растворен ксантофилл. Для обнаружения каротина, растворенного в бензине, проводят омыление хлорофилла. Метод разделения пигментов (по Краусу) не позволяет получить отдельную фракцию хлорофилла.

Ход исследования. 1 грамм хмеля поместить в ступку, добавить на кончике скальпеля мела (MgCO₃), растереть. Прилить в полученную смесь 4-5 мл спирта, растереть. Полученную вытяжку отфильтровать. В сухую пробирку налить 2-3 мл спиртовой вытяжки пигментов, прилить такой же объем бензина и несколько капель воды, чтобы спирт не смешивался с бензином (рисунок 1, а). Пробирку закрыть резиновой пробкой и сильно встряхнуть, а затем дать 2-3 мин постоять. Происходит разделение слоев: верхний зеленый слой (бензиновый) содержит оба зеленых пигмента и каротин, а нижний желтый слой (спиртовый) – ксантофиллы (рисунок 1, б) [5].

а б

Рисунок 1. Разделение слоев в спиртовой вытяжке пигментов Humulus lupulus: а-до, б-после добавления бензина (с/л –шишки хмеля с лупулином; л-лупулин; б/л-без лупулина).

Для обнаружения каротинов, которые пока еще замаскированы хлорофиллами в бензиновом слое, произвели омыление хлорофиллов.

Ход исследования. К содержимому пробирки прибавить 2-3 гранулы сухой щелочи (или несколько капель 20%-ного спиртового раствора щелочи), налить 1 мл бензина и 2 капли дистиллированной воды. Закрыть пробирку резиновой пробкой и сильно встряхнуть, после чего дать жидкостям отстояться. Нижний спиртовый слой содержит соль хлорофиллиновой кислоты (продукт омыления хлорофилла) и ксантофилл, верхний бензиновый слой – каротин (рисунок 2) [5].

Рисунок 2. Результат омыления хлорофиллов.

Таким образом, в ходе исследования определили наличие в шишках хмеля смесь желтых и зеленых пигментов – каратиноидов и хлорофиллов, после встряхивания пробирок происходит разделение слоев: верхний зеленый слой – бензиновый, нижний – желтый. В результате реакции омыления образовалась соль хлорофиллиновой кислоты (нижний слой), а верхний – бензиновый слой, содержит каротин (рисунок 2). При этом пробирка №3 (хмель без лупулина), отличается наибольшим содержанием хлорофилла. В пробирке №2 (лупулин) отсутствует зеленый пигмент, либо содержание его незначительно. Следовательно, наличие в шишках хмеля смеси зеленых и желтых пигментов было обнаружено.

Литература:

1. Кретович В.Л. Биохимия растений. М.: Высшая школа, 1986.

2. Синяков А.Ф. Лекарственные растения. М.: ЭКСМО, 2010.

3. Всё о 100 самых популярных лекарственных растениях. Атлас справочник. Санкт-Петербург.: СЗКЭО «КРИСТАЛЛ»,2009.

4. Физиология растений//Под ред. И.П. Ермакова. М.: Academia, 2005.

5. Практикум по физиологии растений//Под ред. В.Б. Иванова. М.: Academia, 2001.