Изучение растений традиционной медицины, фармако-терапевтический потенциал которых до конца не раскрыт, представляет интерес для фармацевтической науки. К одному из таких растений можно отнести чернушку посевную (Nigella sativa L.), содержащую десятки биологически активных веществ (БАВ) и используемую на протяжении веков на Среднем Востоке, Северной Африке и Южной Азии для лечения различных заболеваний [7, 6].
Анализ данных литературы и результаты собственных исследований в отношении фитохимии чернушки посевной показали, что ее семена богаты содержанием жирного и эфирного масел [3, 5, 6]. Однако наряду с гидрофобными БАВ в семенах чернушки присутствует не менее разнообразный, но мало изученный комплекс гидрофильных соединений, таких как аминокислоты, органические кислоты, фенольные и минеральные вещества [7, 8]. Исследование спектра гидрофильных БАВ будет способствовать в конечном итоге установлению всей фармакотерапевтической ценности семян чернушки посевной.
В этой связи представляется актуальным исследование по фитохимическому изучению аминокислот, фенольных соединений, органических кислот и минеральных веществ в семенах чернушки посевной.
Целью исследования являлось фитохимическое изучение семян чернушки посевной в отношении основных гидрофильных групп биологически активных веществ.
Материал и методы исследования
Объектом исследования являлись семена чернушки посевной, собранные и заготовленные в разных районах Краснодарского края, Республики Адыгея. Для сравнительного анализа содержания гидрофильных групп БАВ в семенах чернушки исследовали образцы коммерческих продуктов, привезенных из Сирии и Индии.
Фитохимическое исследование свободных и гидролизуемых аминокислот, фенольных соединений, органических кислот, а также макро- и микроэлементов семян чернушки проводили с использованием одного из современных и высокоэффективных методов – капиллярного электрофореза. Для анализа аминокислот, фенольных соединений, органических кислот экстракционную пробоподготовку измельченных семян чернушки посевной осуществляли в присутствии 10 % спирта этилового путем СВЧ-экстракции на СВЧ-минерализаторе «Минотавр-1». При определении же минеральных веществ в семенах чернушки их предварительно экстрагировали под действием 10 % раствора кислоты уксусной в указанных выше условиях [1, 2].
Анализ проводили на приборе «Капель – 103Р». Определение концентраций минеральных веществ и фенольных соединений в семенах чернушки посевной осуществляли под напряжением в плюс 16 кВольт, при температуре капилляра от 20 до 30 °С, а концентрацию органических кислот и аминокислот – при напряжении минус 25 кВольт и плюс 10 кВольт соответственно, при температуре капилляра 20 °С. Анализируемую пробу дозировали в прибор не менее двух раз. Градуировку прибора осуществляли при помощи калибровочных растворов стандартных образцов. Идентификацию и количественное определение анализируемых соединений проводили, регистрируя поглощение в ультрафиолетовой области спектра при длине волны 254 нм. Используя электрофореграмму, рассчитывали массовую концентрацию компонентов по установленным градуировочным характеристикам [4]. Массовую концентрацию компонентов в исследуемой пробе (Х) вычисляли по формуле:
Х = K·C,
где К – коэффициент разбавления пробы; С – концентрация компонента, найденная по градуировочному графику, мг/кг.
Результаты исследования и их обсуждение
Обобщенные результаты фитохимического изучения семян чернушки посевной, полученные с использованием метода капиллярного электрофореза, представлены в табл. 1, 2. и 3.
Таблица 1
Качественный и количественный состав аминокислот семян чернушки посевной
Качественный состав БАВ |
Количественный состав БАВ, г/кг |
||||
Образец 1 |
Образец 2 |
Образец 3 |
Образец 4 |
Образец 5 |
|
Свободные аминокислоты (СА) |
|||||
Аргинин |
0,86 ± 0,03 |
0,82 ± 0,02 |
0,79 ± 0,02 |
6,02 ± 0,17 |
6,37 ± 0,19 |
Лизин |
0,77 ± 0,02 |
0,75 ± 0,02 |
0,71 ± 0,02 |
- |
- |
Тирозин |
0,83 ± 0,02 |
0,87 ± 0,03 |
0,81 ± 0,03 |
0,087 ± 0,003 |
0,10 ± 0,002 |
Гистидин |
0,36 ± 0,01 |
0,35 ± 0,01 |
0,29 ± 0,01 |
0,042 ± 0,002 |
0,03 ± 0,0008 |
Лейцин |
15,97 ± 0,48 |
15,47 ± 0,46 |
14,84 ± 0,39 |
3,47 ± 0,18 |
4,48 ± 0,13 |
Изолейцин |
1,72 ± 0,05 |
1,70 ± 0,05 |
1,65 ± 0,04 |
- |
- |
Метионин |
6,75 ± 0,19 |
6,68 ± 0,22 |
6,73 ± 0,23 |
6,74 ± 0,17 |
5,87 ± 0,15 |
Валин |
19,42 ± 0,58 |
19,21 ± 0,46 |
18,89 ± 0,57 |
14,32 ± 0,40 |
14,67 ± 0,43 |
Пролин |
29,08 ± 0,69 |
28,94 ± 0,87 |
29,16 ± 0,88 |
22,36 ± 0,65 |
24,44 ± 0,68 |
Треонин |
8,24 ± 0,21 |
8,14 ± 0,24 |
7,35 ± 0,22 |
11,89 ± 0,32 |
12,00 ± 0,35 |
Серин |
17,07 ± 0,51 |
17,12 ± 0,51 |
16,23 ± 0,47 |
10,13 ± 0,30 |
10,58 ± 0,28 |
α-Аланин |
13,13 ± 0,39 |
14,05 ± 0,42 |
13,47 ± 0,38 |
8,98 ± 0,25 |
9,77 ± 0,29 |
Глицин |
30,89 ± 0,83 |
28,72 ± 0,86 |
29,17 ± 0,88 |
15,89 ± 0,43 |
16,04 ± 0,48 |
Триптофан |
– |
– |
– |
0,245 ± 0,007 |
0,216 ± 0,006 |
Сумма СА |
145,09 ± 4,01 |
142,82 ± 4,17 |
140,09 ± 4,14 |
100,17 ± 2,88 |
104,57 ± 2,99 |
Гидролизуемые аминокислоты (ГА) |
|||||
Кислота аспарагиновая |
13,84 ± 0,36 |
12,96 ± 0,38 |
13,05 ± 0,39 |
5,53 ± 0,17 |
5,65 ± 0,18 |
Кислота глютаминовая |
7,07 ± 0,21 |
6,98 ± 0,19 |
7,13 ± 0,18 |
12,57 ± 0,38 |
11,94 ± 0,31 |
Цистеин |
0,016 ± 0,0005 |
0,015 ± 0,0004 |
0,017 ± 0,0005 |
0,18 ± 0,006 |
0,198 ± 0,007 |
Сумма ГА |
20,93 ± 0,57 |
19,96 ± 0,57 |
20,2 ± 0,6 |
18,28 ± 0,56 |
17,79 ± 0,49 |
Из данных, представленных в табл. 1, видно, что в семенах чернушки посевной содержится разнообразный состав свободных и гидролизуемых аминокислот, количество которых колеблется в пределах от 100,17 ± 2,88 до 145,09 ± 4,01 г/кг и от 17,79 ± 0,49 до 20,93 ± 0,57 г/кг соответственно. При этом среди свободных аминокислот наибольшее количество приходится на долю глицина и пролина, а среди гидролизуемых аминокислот – на долю кислоты аспарагиновой. Фенольные соединения (табл. 2), содержащиеся в семенах чернушки, представлены флавоноидным гликозидом – рутином и фенолкарбоновыми кислотами – хлорогеновой, кофейной, прокатеховой и галловой. В количественном же отношении их содержание варьирует от 488 ± 13,98 до 605 ± 17,73 мг/кг. Установлено также, что в составе фенольных соединений преобладает кофейная кислота.
Таблица 2
Качественный и количественный состав фенольных соединений семян чернушки посевной
Качественный состав БАВ |
Количественный состав БАВ, мг/кг |
||||
Образец 1 |
Образец 2 |
Образец 3 |
Образец 4 |
Образец 5 |
|
Рутин |
232 ± 6,90 |
218 ± 6,50 |
236 ± 7,10 |
281 ± 8,43 |
292 ± 8,76 |
Кислота хлорогеновая |
17 ± 0,50 |
16 ± 0,40 |
18 ± 0,54 |
80 ± 2,40 |
82 ± 2,13 |
Кислота кофейная |
192 ± 5,80 |
184 ± 5,3 |
196 ± 5,50 |
168 ± 5,04 |
172 ± 5,16 |
Кислота галловая |
37 ± 0,90 |
36 ± 0,83 |
37 ± 0,96 |
12 ± 0,34 |
10 ± 0,31 |
Кислота прокатеховая |
35 ± 0,80 |
34 ± 0,95 |
36 ± 1,01 |
44 ± 1,32 |
49 ± 1,37 |
Сумма фенольных соединений |
513 ± 14,90 |
488 ± 13,98 |
523 ± 15,1 |
585 ± 17,53 |
605 ± 17,73 |
Таблица 3
Качественный и количественный состав органических кислот и минеральных веществ семян чернушки посевной
Качественный состав БАВ |
Количественный состав БАВ, мг/кг |
||||
Образец 1 |
Образец 2 |
Образец 3 |
Образец 4 |
Образец 5 |
|
Органические кислоты |
|||||
Кислота яблочная |
0,414 ± 0,010 |
0,403 ± 0,010 |
0,389 ± 0,012 |
0,762 ± 0,022 |
0,778 ± 0,023 |
Кислота янтарная |
0,041 ± 0,001 |
0,039 ± 0,001 |
0,048 ± 0,001 |
0,053 ± 0,001 |
0,058 ± 0,002 |
Кислота лимонная |
0,088 ± 0,003 |
0,084 ± 0,002 |
0,078 ± 0,002 |
0,095 ± 0,003 |
0,098 ± 0,003 |
Кислота молочная |
0,161 ± 0,005 |
0,165 ± 0,005 |
0,147 ± 0,004 |
0,114 ± 0,002 |
0,116 ± 0,003 |
Кислота аскорбиновая |
52,3 ± 1,6 |
51,0 ± 1,5 |
52,7 ± 1,4 |
54,0 ± 1,4 |
55,0 ± 1,7 |
Кислота оротовая |
11,08 ± 0,33 |
10,67 ± 0,32 |
11,32 ± 0,29 |
6,80 ± 0,21 |
7,03 ± 0,19 |
Сумма органических кислот |
63,78 ± 1,95 |
62,36 ± 1,84 |
64,68 ± 1,71 |
61,82 ± 1,63 |
63,08 ± 1,92 |
Макро- и микроэлементы |
|||||
Калий |
2782 ± 83 |
2736 ± 82 |
2765 ± 83 |
4298 ± 129 |
4621 ± 134 |
Натрий |
284 ± 9 |
286 ± 7 |
296 ± 8 |
456 ± 10 |
467 ± 12 |
Магний |
946 ± 25 |
948 ± 22 |
934 ± 25 |
303 ± 8 |
319 ± 9 |
Кальций |
1710 ± 48 |
1714 ± 46 |
1692 ± 47 |
876 ± 22 |
899 ± 25 |
Медь |
31 ± 0,9 |
30 ± 0,8 |
32 ± 0,9 |
92 ± 3 |
94 ± 3 |
Цинк |
180 ± 5 |
185 ± 6 |
173 ± 5 |
764 ± 19 |
776 ± 18 |
Железо |
11 ± 0,3 |
15 ± 0,5 |
14 ± 0,4 |
147 ± 4 |
150 ± 3 |
Марганец |
16 ± 0,4 |
17 ± 0,6 |
12 ± 0,2 |
12 ± 0,4 |
10 ± 0,2 |
Сумма минеральных веществ |
5960 ± 172 |
5931 ± 165 |
5918 ± 170 |
6948 ± 195 |
7336 ± 204 |
Примечания:
Образец 1 – Краснодарский край, ст. Динская.
Образец 2 – Краснодарский край, ст. Васюринская.
Образец 3 – Республика Адыгея, пос. Энем.
Образец 4 – Индия.
Образец 5 – Сирия.
Согласно сведениям, приведенным в табл. 3, в семенах чернушки посевной содержатся различные органические кислоты, суммарная концентрация которых достигает 64,68 ± 1,71 мг/кг. Вместе с тем в составе органических кислот в превалирующем количестве содержится аскорбиновая кислота. Что касается минеральных веществ семян чернушки, то их качественный состав состоит из макроэлементов (натрий, калий, магний, кальций) и микроэлементов (медь, цинк, железо, марганец). Анализ состава минеральных компонентов семян этого растения показал, что в ряду макроэлементов в количественном отношении преобладает калий, а в ряду микроэлементов – цинк.
Заключение
В ходе проведенных фитохимических исследований семян чернушки посевной в отношении гидрофильных групп БАВ установлено наличие в них аминокислот, органических кислот, фенольных и минеральных веществ.
Результаты качественного и количественного анализа гидрофильных групп БАВ семян чернушки посевной в комплексе с уже установленным составом жирных кислот позволят использовать их как богатый источник получения различных эффективных и безопасных лекарственных средств.
Рецензенты:Дроздова И.Л., д.фарм.н., декан фармацевтического и биотехнологического факультетов, профессор кафедры фармакогнозии и ботаники, ГБОУ ВПО «Курский государственный медицинский университет» Минздрава России, г. Курск;
Куркин В.А., д.фарм.н., профессор, заведующий кафедрой фармакогнозии, ГБОУ ВПО «Самарский государственный медицинский университет» Минздрава России, г. Самара.
Работа поступила в редакцию 26.02.2014.