Тезисы
апрель 2017

Дослідження умов виділення та визначення флавоноїдів хмелю звичайного


Степневська Я. В. , Волошина М. А.
Химия и современные технологии
Abstract / Full Text

Хміль звичайний (Humulus lupulus L.) росте по всій території України. У спеціалізованих господарствах, переважно в північній частині України, його культивують як технічну рослину, що обумовлене широким використанням його в різних галузях народного господарства.

Він знайшов своє застосування в пивоваренному виробництві як основний інгредієнт пива, в косметичній, медичній, хімічній та фармацевтичній промисловості його використання зумовлене широким спектром присутніх в ньому біологічно активних речовин (БАР). Так, наприклад, шишки хмелю (Strobuli Lupuli) містять ефірну олію (0,2-1,7%), від 5 до 20% гірких речовин (гумулон, лупулон та ін.), холін, аспарагін, органічні кислоти (валеріанова, ізовалеріанова, р-амінобензойна), лейкоантоціанідини та естрогеннодіючі речовини і фітонциди. А лупулін (Glandulae Lupuli), який являє собою залозки у вигляді ясно-жовтого порошку, що міститься на внутрішній поверхні лусочок жіночих суцвіть, містить ефірну олію (1-3% ), гіркі (близько 5%) і смолисті (50-70%) речовини, жовтий пігмент, холін, гіпоксантин, аденін, дитерпен когумулон, цератинову та ізопропілакрилову кислоти та алкалоїдоподібну речовину з наркотичною дією. У складі ефірної олії є сесквітерпен гумулен (15-20%), сесквітерпеновий спирт лупаренол, кетон лупарон, від 30 до 50% аліфатичних терпенів (мірцен, фарнезен та ін.), складні ефіри спирту мірцєнолу (30-40% ), аліфатичні терпенові спирти гераніол і ліналоол та лупанон-феноловий ефір, який при гідролізі дає ізовалеріанову кислоту і фенол. Терапевтичні властивості хмелю обумовлені вмістом в ньому ефірних масел, флавоноїдів, фітоестрогенів та бартери-цидних речовин. Окрім цих головних, ще є близько 100 різних речовин, які залежать від складу ґрунтів, місцевості і умов зростання, часу збирання та іншого.

При розробці технології культивування цієї рослини для отримання певного класу БАР необхідно враховувати усі вище перелічені особливості. Тому дослідження природи біологічно активних компонентів рослинної сировини та розробка методів їх кількісного виділення та визначення є сучасним актуальним завданням.

Відомо, що флавоноїди є однією з найбільш розповсюджених груп фено-льних сполук, які в більшій або меншій кількості містяться практично в усіх рос-линах, як у вигляді агліконів так і глікозидів та мають високу Р-вітамінну акти-вність. Хміль звичайний є дуже перспективною сировиною для отримання суми флавоноїдів. Тому нами було досліджено умови виділення флавоноїдних сполук з рослинної сировини хмелю та розроблено методику їх кількісного визначення.

Флавоноїди є розчинними як у воді так і у спиртах, але спиртові роз-чини дозволяють найбільш кількісно екстрагувати цю групу сполук. Нами біло досліджено умови екстрагування флавоноїдних сполук, з подрібненої та не подрібненої рослинної сировини, різними водно-спиртовими сумішами при температурах від 20 до 90оС. Максимального екстрагування суми флаво-ноїдів вдалося досягти при використанні 70% етилового спирту та темпера-турі екстрагування 60оС. Встановлено, що екстрагування протягом 20 хви-лин з не подрібненої сировини, або якщо ступінь подрібнення менше 2 мм достатньо для кількісного виділення флаваноїдів, а оптимальним співвідно-шенням маси сухої рослинної сировини до об’єму розчинника є 1/20.

Останнім часом серед методів кількісного аналізу біофлавоноїдів перевагу надають спектрофотометричним методам, використовуючи пряму або диференційну фотометрію з використанням як власного світлопогли-нання флавоноїдів так і їх комплексів з алюмінієм, а кількісний вміст суми флавоноїдів перераховують на рутин. Але склад комплексу алюмінію з сумою біофлавоноїдів хмелю та його стабільність залишаються не дослід-женими, невідомі також оптимальні умови утворення комплексу.

Тому було вивчено також спектральні та фізико-хімічні характери-стики водного та спиртового розчинів рутину, з’ясовано склад комплексу алюмінію рутинату та досліджено його стабільність.

Обчислені молярні коефіцієнти світлопоглинання водного та водно-спиртового розчинів рутину, які дорівнюють ε360(водн) = (2,68± 0,12)·104 л/моль·см, ε360(спирт)= (8,02±0,08)·104 л/моль·см (n=7, P=0,95) вказують на високу чутливість прямого фотометричного визначення рутину за власним світлопоглинанням у спиртово-водному 1·10-7 моль/л та водному середовищі – 4·10-7 моль/л. Графічним (Ка=1,6·10-8) та розрахунковим (Ка=2,9·10-8) методами обчислено константу іонізації рутину. Підібрано оптимальні умови визначенні рутину в молекулярній (λ=360 нм, рН=4-5) та іонізованій (λ=360 нм, рН=10-10,5) формах.

Методом ізомолярних серій досліджено склад (1:1) алюміній рутинатного комплексу при λ=405 нм (n=3, r=0,95, Sr=0,05) та запропоно-вано використання 1·10-1-1·10-2 моль/л розчинів алюмінію хлориду для його утворення при фотометричному визначенні флавоноїдів. Досліджено також оптимальний час утворення комплексу (1,5-2 хв.), та вивчена його стабіль-ність, результати свідчить про високу стійкість алюміній рутинатного комплексу. Отже підібрано оптимальні умови кількісного виділення суми флавоноїдів хмелю з рослинної сировини. Запропоновано методику кількіс-ного визначення їх (у перерахунку на рутин) диференційним методом у вигляді їх комплексу з алюмінієм.