научная статья по теме СРАВНЕНИЕ АНТИРАДИКАЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ ИОНОЛА, КОМПОНЕНТОВ СВЕЖЕГО ИМБИРЯ И ЕГО ЭКСТРАКТОВ Химия

Текст научной статьи на тему «СРАВНЕНИЕ АНТИРАДИКАЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ ИОНОЛА, КОМПОНЕНТОВ СВЕЖЕГО ИМБИРЯ И ЕГО ЭКСТРАКТОВ»

ПРИКЛАДНАЯ БИОХИМИЯ И МИКРОБИОЛОГИЯ, 2012, том 48, № 5, с. 564-569

УДК 543.544:547.913

СРАВНЕНИЕ АНТИРАДИКАЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ ИОНОЛА, КОМПОНЕНТОВ СВЕЖЕГО ИМБИРЯ И ЕГО ЭКСТРАКТОВ

© 2012 г. Е. С. Алинкина, Т. А. Мишарина, Л. Д. Фаткуллина, Е. Б. Бурлакова

Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН, Москва 119334

e-mail: tmish@rambler.ru Поступила в редакцию 30.11.2011 г.

Изучены антирадикальные свойства трех препаратов из имбиря (Zingiber officinale R.): сока свежего корня имбиря, эфирного масла и экстракта (олеорезина) корня имбиря и сопоставлены со свойствами синтетического антиоксиданта — ионола. В качестве модельной системы использовали реакцию антиоксидантов со стабильным свободным 2,2-дифенил-1-пикрилгидразил радикалом. Определены эквивалентные концентрации антирадикальных компонентов в препаратах имбиря, величины ЕС50 и величины антирадикальной эффективности АЕ. Полученные величины ЕС50 и АЕ для олеорезина имбиря и ионола были близки между собой и характерны для высокоактивных природных антиоксидантов, эти же величины для эфирного масла и сока имбиря были на 2 порядка меньше. По кинетическим параметрам препараты имбиря относятся к антирадикальным соединениям пролонгированного действия.

В результате воздействия различных вредных факторов окружающей среды, таких как ультрафиолетовое, радиационное или магнитное облучение, наличие добавок и загрязнителей в пищевых продуктах, питьевой воде, прием лекарств, попадание ксенобиотиков и др., в каждом живом организме постоянно образуются активные формы кислородных, пероксидных, гидропероксид-ных и других радикалов. Также значительное число активных свободных радикалов постоянно образуются в организме из эндогенных источников. Одновременно с образованием таких радикалов происходит их разрушение с помощью системы ан-тиоксидантных ферментов. Превышение концентрации образующихся над концентрацией уничтоженных радикалов приводит к развитию окислительного стресса, который сопровождается повреждениями биологических молекул, окислением липидов, модификациями белков и ДНК [1— 3]. В результате возникают различные заболевания, включая нарушение метаболизма, появление злокачественных образований, развитие сердечно-сосудистых и нейродегенеративных заболеваний, снижение иммунитета, более быстрое старение организма и т.д. Существенно уменьшить окислительный стресс и его последствия позволяет регулярный прием растительных антиоксидантов. В последние 10 лет этот класс природных веществ активно изучается, во многих работах доказана и установлена их польза и эффективность [4, 5].

Цель работы — изучение антирадикальных свойств одного из источников растительных ан-тиоксидантов: сока свежего корня имбиря и продуктов его переработки — эфирного масла и олео-резина имбиря, а также синтетического антиок-сиданта — ионола.

МЕТОДИКА

В работе использовали 2,2-дифенил-1-пикрил-гидразил радикал (ДФПГР) и ионол (2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол), полученые из компании "Sigma-Aldrich" (США). Эфирное масло и олео-резин — произведены "Plant Lipids Ltd" (Индия). Свежий имбирь (Китай) приобретен в розничной сети.

Сок получали измельчением корня имбиря, добавлением равного по объему количества этанола (95%) и центрифугированием. Для исследований использовали прозрачный верхний слой, содержащий 50% сока натурального свежего имбиря.

Хромато-масс-спектрометрический анализ. Анализ компонентов эфирного масла и летучих веществ в олеорезине имбиря проводили на приборе НР 5890/5980 ("Hewlett Packard", США) с кварцевой капиллярной колонкой НР-1 (25 м х 0.30 мм, слой фазы 0.25 мкм) при программировании температуры от 50 до 250°С со скоростью 4°/мин. Температура инжектора и масс-детектора — 250°С, скорость газа-носителя гелия — 1.2 мл/мин. Масс-спектры получали в режиме электронного удара при ионизирующем напряжении 70 эВ. Летучие вещества из олеорезина имбиря предварительно выделяли методом содистилляции с добавлением внутреннего стандарта н-тридекана, их содержание в олеорезине составляло 32.1%. Идентификацию компонентов осуществляли путем сравнения величин индексов удерживания и масс-спектров, полученных при анализах образцов, с индексами и спектрами стандартов, определенными нами на этой же колонке, а также взятыми из данных литературы [6, 7] и библиотек масс-спектров NBS и Wiley 275. Количественное содержание компо-

нентов определяли из площадей пиков (по полному ионному току) простой нормировкой. Состав компонентов эфирного масла и летучих веществ в олеорезине имбиря приведен в табл. 1.

Оценка антирадикальной активности. Измерение антирадикальной активности препаратов имбиря и ионола проведена по следующей методике. К 1 мл 200 мкМ метанольного раствора ДФПГР добавляли растворы антиоксидантов (ионол, эфирное масло, сок или олеорезин имбиря) до достижения выбранных концентраций и доводили суммарный объем до 2 мл метанолом. Полученные растворы, содержавшие 100 нмоль/мл (39.4 мкг/мл) радикала, помещали в кварцевые кюветы (10 мм) с плотно закрывающимися крышками. Оптическая плотность таких исходных растворов была около 1.0. Для получения кинетических кривых восстановления ДФПГР антиоксидантами регистрировали оптическую плотность модельных систем на спектрофотометре СФ-2000 ("ОКБ Спектр", Россия) при 515 нм сразу же после смешивания (Ад) и в процессе выдерживания при комнатной температуре в темноте через каждые 5 мин в течение 120 мин. Математическая обработка результатов проведена с помощью программ Microsoft Excel 2007 и SigmaPlot 10.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Имбирь (Zingiber officinale R.), травянистое растение, популярно в качестве пряности в различных странах, особенно в Юго-Восточной Азии, Китае, Индии, Пакистане и др. В результате опыта длительного применения было установлено, что свежий и сухой имбирь могут не только улучшать вкус блюд, они имеют лечебное действие. В Полинезии с помощью имбиря лечат диабет, гипертензию, рак, ожирение и многие другие заболевания [8]. Он обладает терапевтическим действием, оказывает значительное влияние на различные патологические процессы, в том числе и на онкологические [4, 5, 9, 10]. Имбирь является важным источником натуральных фитохимических антиоксидантов, которые переходят из корневищ в экстракты имбиря — СО2-экстракты и олеорезины [11—13], а также в конденсированную фракцию летучих соединений — эфирное масло. Из свежего имбиря получают 0.3—0.5% эфирного масла и около 2% олеорезина. Известно, что эфирное масло имбиря обладает обезболивающим и антисептическим действием при простуде, ревматизме, ангине, головной боли [9, 10]. Продукты переработки имбиря — экстракты и эфирные масла являются более удобными в применении, так они, в отличие от свежего или сушеного имбиря, устойчивы к микробиологическому заражению.

Для определения антирадикальной активности мы использовали простой в исполнении и высокочувствительный метод на основе реакции со стабильным ДФПГР [14—16]. В основе реакции

Таблица 1. Состав летучих компонентов эфирного масла и олеорезина имбиря (Zingiber officinale Rose)

Соединение

Содержание, % к сумме летучих веществ

эфирное масло летучие вещества из олеорезина

а-Пинен 1.08 2.08

Камфен 3.24 6.41

Сабинен 0.60 0.20

ß-Пинен 0.12 0.28

ß-Мирцен 0.62 0.76

а-Фелландрен 0.10 0.20

Лимонен + 1.8-цинеол 4.88 9.63

а-Терпинолен 0.21 0.59

Линалоол 0.95 0.57

а-Терпинеол 0.45 0.59

Цитронеллол 0.38 0.19

Нераль 0.50 0.79

Гераниаль 0.46 0.55

Копаен 0.52 0.70

Кариофиллен 0.89 0.72

а-Куркумен 8.29 8.19

Зингиберен 32.26 31.02

Гингерон 0.87 0.64

Фарнезен 9.30 5.29

Бисаболен 8.17 7.24

Сесквифелландрен 16.53 12.71

лежит способность антиоксиданта отдавать протоны и восстанавливать ДФПГР. По мере восстановления ДФПГР происходит изменение его окраски от интенсивно фиолетового до соломенно-желтого. Это фиксируется спектрофотомет-рическим методом при длине волны 515—517 нм.

Мы исследовали четыре серии модельных реакций, в которых концентрации субстратов эфирного масла, олеорезина, сока имбиря и ионола варьировались в пределах, приведенных в табл. 2. Исходная концентрация ДФПГР во всех реакционных смесях составляла 1 х 10-4 М (39.4 мг/л), такие растворы имели оптическую плотность около 1.0. Для растворов ДФПГР в метаноле был построен график линейной зависимости оптической плотности от концентрации ДФПГР. По этому графику определили величину молярного коэффициента поглощения е, который был равен 10010 л/моль см (толщина кюветы 1 см). По величине оптической плотности рассчитывали концентрацию остающегося радикала в модельных реакциях.

Для каждой серии изученных субстратов были получены кинетические кривые восстановления радикала компонентами субстратов в течение 2 ч (7200 с). По полученным данным построены графики зависимости степени восстановления ради-

566

АЛИНКИНА и др.

Таблица 2. Кинетические и физико-химические характеристики процесса восстановления дифенилпикрилгид-разил-радикала ионолом, компонентами сока, эфирного масла и олеорезина корня имбиря

Кинетические и физико-химические параметры реакции Сок имбиря Эфирное масло имбиря Олеорезин имбиря Ионол

Молекулярная масса (Мм) соединений с антирадикальной активностью, Д 394(эквивалентна Мм ДФПГР) 204 394 (эквивалентна Мм ДФПГР) 220

Вариации концентраций, мг/л 20-10000 20-8000 2-500 1-100

Уравнение 1 (рис. 2) y = 94.5-0.0843x R2 = 0.8759 y = 97.4-0.07x R2 = 0.9553 y = 95.2-0.0767x R2 = 0.8863 y = 99.82-0.03x R2 = 0.9997

Уравнение 2 (рис. 2) y = 36.92-0.001х R2 = 0.9889 y = 39.4-0.0015x R2 = 0.9901 y = 32.27-0.001x R2 = 0.9695 y = 43.53-0.003x R2 = 0.9890

Содержание антирадикальных соединений, эквивалентное ДФПГР, нмоль/мл 63.77 61.86 68.82 62.49

"Эффективная" концентрация компонентов с высокой АРА в образцах, ммоль/г 6.377 х 10-3 3.093 х 10-3 3.441 6.249

Содержание антирадикальных соединений с высокой АРА в образцах, мкг/мл 25.13 12.61* 27.12 13.75*

Навеска образца, мкг/мл 10000 2000 20 10

Концентрация компонентов с высокой АРА в образцах, % 0.25 0.63* 135.6 137.5*

Время окончания первой стадии, с 691 849 835 2077

ЕС50, г/л 10 2 0.02 0.01

Т50 с 600 1200 750 2100

АЕ, л/г

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком