Дослідження кислот органічних і гідроксикоричних у коренях Hydrangea arborescens L.

RESEARCH OF ORGANIC AND HYDROXYCINNAMIC ACIDS IN THE ROOTS OF HYDRANGEA ARBORESCENS L.

Actuality. Different species of the hydrangea genus (Hydrangea L.) are widespread in Ukraine. Therapeutic properties are shown by two species: Smooth Hydrangea (Hydrangea arborescens L.) and Panicle Hydrangea (Hydrangea paniculata Sieb). Promising for further research is Smooth Hydrangea, widely used in traditional medicine and homeopathy. Smooth Hydrangea contains a complex of biologically active substances: coumarins, alkaloids, saponins, flavonoids, carbohydrates, bitter glycosides, essential oils, macroand microelements. The plant is used as anti-inflammatory, antibacterial, wound healing, diuretic and tonic. The scientific literature does not contain any data about research of hydroxycinnamic and organic acids in the roots of Smooth Hydrangea. Given the wide range of pharmacological properties and the relative cheapness of raw materials, the study of hydroxycinnamic and organic acids in plant roots is relevant.

The aim ofresearch was determine to the loss in weight after drying and the quantitative content of free organic and hydroxycinnamic acids in the roots of Smooth Hydrangea.

Materials and methods of research. The material of research was roots of Hydrangea arborescens L. The loss in weight after drying of the researched raw material was determined by gravimetric method. The presence of hydroxycinnamic acids was determined by reaction with a solution of iron (III) chloride. The quantitative content of hydroxycinnamic acids was determined by absorption spectrophotometry, organic acids by titrimetry. In the course research, water and water-alcohol extracts from the roots of Smooth Hydrangea, class A measuring dishes, chemical reagents that meet the requirements of the SPhU, a water bath, a drying cabinet, an desiccator, analytical balance "RadwagAS 220/C”, and spectrophotometer Schimadzu 1800-UV (Japan) were used.

Research results and their discussion. The loss in weight after drying the roots of Hydrangea arborescens L., which was (9.16 ± 0.31) %, was determined by gravimetric method. As a result of the research, the presence hydroxycinnamic acids in the roots of Hydrangea arborescens L. was established. The quantitative content of the sum hydroxycinnamic acids in terms of chlorogenic acid and absolutely dry raw materials was determined by the spectrophotometric method, which was (2.20 ± 0.07) %. The quantitative content of the sum free organic acids in terms of malic acid was determined by the titrimetric method (alkalimetry), which was (0.67 ± 0.03) %.

Conclusion. As a result of research the roots of Smooth Hydrangea, a quantitative index was determined - loss in weight after drying, which was (9.16 ± 0.31) %. The quantitative content of the sum hydroxycinnamic acids was (2.20 ± 0.07) % in terms of chlorogenic acid and absolutely dry raw materials. The content offree organic acids in terms of malic acid and absolutely dry raw materials was (0.67 ± 0.03) %. The obtained results indicate the prospects for further research of Hydrangea arborescens L.

Key words: Smooth Hydrangea, Hydrangea arborescens L., organic acids, hydroxycinnamic acids, spectrophotometric method, titrimetric method.

Вступ

Актуальність. Незважаючи на великий асортимент синтетичних лікарських препаратів (ЛП) на фармацевтичному ринку, рослинні лікарські засоби (РЛЗ) не втрачають своєї актуальності й користуються дедалі більшим попитом серед різних вікових груп населення (Minarchenko et al., 2017). Згідно з матеріалами «Стратегія ВООЗ у галузі народної медицини 2014-2023», на сьогодні серед методів народної медицини в різних країнах на фітотерапію припадає 65-82 %, і майже 80 % населення планети використовує препарати рослинного походження (WHO traditional medicine strategy, 2013). РЛЗ швидко набирають популярності в усьому світі через незадоволення багатьох людей кількістю побічних ефектів синтетичних ЛП. Лікарські рослини є джерелом цінних біологічно активних речовин (БАР): вітамінів, глікозидів, флавоноїдів, фенольних сполук, сапонінів, алкалоїдів тощо (Domashovets et al., 2023). Актуальним завданням сучасної фармації є високий і виправданий інтерес дослідників до пошуку нових доступних джерел ЛРС з метою створення ефективних і нетоксичних лікарських засобів (ЛЗ) (Eberle et al., 2023). Отже, дослідження якісного складу та визначення кількісного вмісту БАР у нових джерелах рослинної сировини є перспективним напрямом дослідження.

На сьогодні маловивченими залишаються представники роду гортензія (Hydrangea L.), зокрема такий поширений у світі та невибагливий вид, як гортензія деревоподібна (Hydrangea arborescens L.).

Вид гортензія деревоподібна належить до роду Hydrangea L., родини гортензієві (Hydrangeaceae Dumort.). Коренева система Hydrangea arborescens L. мичкувата, рясно гілкується, неглибока, але широка, досягає глибини 40 см і потребує досить багато місця в лунці (Brickell, 2019).

Гортензію деревоподібну не використовують у доказовій медицині, але здавна застосовують із лікувальною метою в народній (Goncharova, 2018). У джерелах літератури є дані про використання різних частин рослини в гомеопатії (Telang, 2021; Shaffique et al., 2020). З давніх часів у китайській медицині корені гортензії використовують для лікування запальних захворювань сечовидільної системи, у разі схильності до утворення каменів у нирках і сечовивідних шляхах, за наявності подагри, у разі затримки рідини в організмі (Medicinal properties of hydrangea. https:// jak.koshachek.com/articles/likuvalni-vlastivosti-gortenziiskarbnichka.html). У народній медицині її рекомендують у разі тонзиліту, ангіни, фарингіту, малярії, серцевих захворювань, сольового діатезу, наявності піску та каменів у сечовому міхурі, циститу, пієлонефриту, хронічних захворювань сечовидільної системи, жовчнокам'яної хвороби, диспепсії, захворювань передміхурової залози, передменструального синдрому, болісних менструацій, набряків, гельмінтозу, захворювань суглобів, цукрового діабету, аутоімунних захворювань, токсикодермії, стоматиту й інших запальних захворювань порожнини рота (Hydrangea. https://www.rxlist. com/supplements/hydrangea.htm). Завдяки наявності БАР Hydrangea arborescens L. виявляє протизапальні, антибактеріальні, ранозагоювальні, сечогінні та тонізуючі властивості (Goncharova, 2018).

За результатами аналізу фармацевтичного ринку ЛЗ, які зареєстровані на території нашої країни, встановлено, що в Україні немає жодного ЛП на основі сировини гортензії деревоподібної (State register of medicines. http://www.drlz.com.ua). На фармацевтичному ринку України Hydrangea arborescens L. представлена лише дієтичними добавками у вигляді капсул, таблеток, рідкого екстракту з коренів рослини. Усі дієтичні добавки переважно іноземного виробництва, винятком є «Екстракт гортензії» у формі таблеток, які виготовляє ТОВ «Еліт-Фарм» (Compendium. https://compendium.com.ua/dec/319942/80804/).

Корені гортензії деревоподібної містять значну кількість БАР: флавоноїди, сапоніни, кумарини, алкалоїди й ефірні олії (Hydrangea. https://rada.kr.ua/ gortenziya-poleznye-svojstva-i-protivopokazaniya/). У джерелах наукової літератури немає даних про дослідження кислот гідроксикоричних кислот і вільних органічних у коренях Hydrangea arborescens L.

Мета дослідження - визначення втрати в масі під час висушування та кількісного вмісту вільних органічних і гідроксикоричних кислот у коренях гортензії деревоподібної.

Матеріали та методи дослідження

Матеріалом дослідження були корені Hydrangea arborescens L., які заготовляли восени 2022 року на території Тернопільської області.

Дослідження проводили фізико-хімічними (абсорбційна спектрофотометрія в УФ-ділянці спектра), хімічними (гравіметрія, титриметрія) та статистичними (математична обробка отриманих результатів експерименту) методами. Під час дослідження використовували водні та водно-спиртові витяжки із сировини Hydrangea arborescens L.

Для виконання досліджень використовували мірний посуд класу А і реактиви, які відповідають вимогам ДФУ, водяну баню, сушильну шафу, ексикатор, аналітичні ваги Radwag AS 220/C, спектрофотометр Schimadzu 1800-UV (Японія).

Визначення втрати в масі під час висушування коренів гортензії деревоподібної проводили гравіметричним методом відповідно до загальноприйнятої методики (SPhU, 2015; Stoiko, 2018). Для цього точні наважки (по 3,0 г) подрібненої сировини поміщали в попередньо висушені і зважені разом із кришкою бюкси. У нагріту до 100-105 °С сушильну шафу поміщали бюкси з наважками сировини. Перше зважування бюксів проводили через 2 год. Бюкси з наважками виймали із шафи тигельними щипцями й поміщали для охолодження в ексикатор, на дні якого був безводний кальцію хлорид. Охолоджені бюкси закривали кришками та зважували. Висушування проводили до моменту, коли різниця між двома послідовними зважуваннями після висушування й охолодження в ексикаторі не перевищувала 0,01 г. Втрату в масі під час висушування сировини (W), у відсотках, обчислювали за формулою:

де m - маса сировини до висушування, г;

m₁ -- маса сировини після висушування, г.

Фітохімічні дослідження проводили, використовуючи водні та водно-спиртові витяжки з висушених коренів Hydrangea arborescens L.

Наявність кислот гідроксикоричних у коренях гортензії деревоподібної встановлювали за допомогою реакції з розчином ферум (ІІІ) хлориду. Під час дослідження використовували водно-спиртову витяжку із сировини Hydrangea arborescens L. До 1 мл витяжки додавали 2 краплі 1 %-го розчину ферум (ІІІ) хлориду (Solodovnychenko et al., 2001; Parashchuk et al., 2018).

Кількісний вміст суми гідроксикоричних кислот у перерахунку на кислоту хлорогенову й абсолютно суху сировину в коренях гортензії деревоподібної визначали методом абсорбційної спектрофотометрії в УФ ділянці спектра на спектрофотометрі Schimadzu 1800-UV (Японія) (Parashchuk et al., 2018).

Вихідний розчин. 2,0 г (точна наважка) подрібненої сировини поміщали в колбу на 200 мл, заливали 70 мл етанолу (20 %, об/об). Колбу зі зворотним холодильником нагрівали на водяній бані впродовж 15 хв. Екстракт охолоджували, фільтрували через паперовий фільтр. Екстракцію повторювали ще двічі, додаючи в колбу нові порції екстрагенту - щоразу по 70 мл етанолу (20 %, o6/o6).

Розчин А. Одержані витяги кількісно переносили в мірну колбу на 250 мл і доводили об'єм розчину 20 %-м етанолом до мітки.

Досліджуваний розчин. 1 мл розчину А поміщали у мірну колбу на 50 мл і доводили об'єм розчину етанолом (20 %>, o6/o6) до мітки.

Як розчин порівняння використовували розчин етанолу (20 %, o6/o6).

Оптичну густину досліджуваного розчину вимірювали за довжини хвилі 327 нм у кюветі з товщиною шару 1 см.

Вміст суми гідроксикоричних кислот (Х) у перерахунку на кислоту хлорогенову й абсолютно суху сировину, у відтотках, розраховували за формулою:

де А - om^ra густина досліджуваного розчину;

-- питомий показник поглинання хлорогенової кислоти;

m - маса наважки сировини, г;

W - втрата в масі під час висушування сировини, %.

Кількісний вміст суми вільних органічних кислот у перерахунку на кислоту яблучну в коренях Hydrangea arborescens L. визначали титриметричним методом (алкаліметрія у водному середовищі, пряме титрування) (SPhU, 2016).

Для цього готували водні витяжки з коренів досліджуваної рослини: 25,0 г (точна наважка) подрібненої на порошок сировини поміщали в конічну колбу на 250 мл, заливали 200 мл води Р і витримували на водяній бані протягом 2 год. Далі охолоджували, фільтрували. Одержаний фільтрат кількісно переносили в мірну колбу на 250 мл, доводили об'єм витяжки водою Р до позначки й перемішували (розчин А).

Далі проводили титрування: 10 мл розчину А поміщали в колбу для титрування, додавали 250 мл води Р, 1 мл розчину фенолфталеїну Р1, 2 мл розчину 1 г/л метиленового синього Р і титрували, постійно перемішуючи, 0,1 М розчином натрію гідроксиду до появи в піні світло-фіолетово-червоного забарвлення.

Вміст суми вільних органічних кислот (Х) у перерахунку на кислоту яблучну, у відсотках, розраховували за формулою:

де V - об'єм 0,1 М розчину натрію гідроксиду, витраченого на титрування, мл;

0,0067 - кількість кислоти яблучної, що відповідає 1 мл 0,1 М розчину натрію гідроксиду, г;

m - маса наважки випробовуваної сировини, г.

Усі дослідження БАР коренів гортензії деревоподібної повторювали 5 разів. Результати були виражені як середні значення з довірчим інтервалом. Статистичне опрацювання результатів здійснили відповідно до вимог ДФУ 2.0 5.3.N.1 за допомогою програми Microsoft Excel 2010 для ОС Windows (SPhU, 2015).

Рис. 1 Спектр поглинання суми кислот гідроксикоричних у коренях гортензії деревоподібної

Таблиця 1

Кількісний вміст суми вільних органічних кислот і суми гідроксикоричних кислот у коренях Hydrangea arborescens L., (A E± A E %)

Результати дослідження та їх обговорення

За результатами дослідження встановлено, що втрата в масі під час висушування коренів гортензії деревоподібної становила (9,16 ± 0,31) %. Розрахований показник враховували для визначення кількісного вмісту суми гідроксикоричних кислот.

Про наявність сполук фенольної природи, у тому числі кислот гідроксикоричних, у водно-спиртовому розчині, одержаному з коренів гортензії деревоподібної, свідчило утворення сіро-зеленого забарвлення внаслідок реакції з 1 %-м розчином ферум (ІІІ) хлориду.

Результати визначення кількісного вмісту суми гідроксикоричних кислот у коренях Hydrangea arborescens L. у перерахунку на кислоту хлорогенову й абсолютно суху сировину наведено в таблиці 1. Спектр поглинання суми кислот гідроксикоричних у коренях гортензії деревоподібної зображено на рисунку 1.

Результати визначення кількісного вмісту в коренях Hydrangea arborescens L. суми вільних органічних кислот у перерахунку на кислоту яблучну, наведено в таблиці.

Висновки

1. За результатами дослідження коренів Hydrangea arborescens L. гравіметричним методом визначено один із числових показників - втрату в масі під час висушування, що становив (9,16 ± 0,31) %.

2. Кількісний вміст суми кислот гідроксикоричних у перерахунку на кислоту хлорогенову становив (2,20 ± 0,07) %.

3. Вміст суми вільних кислот органічних у перерахунку на кислоту яблучну кислоту становив (0,67 ± 0,03) %. Одержані результати свідчать про перспективність подальших досліджень гортензії деревоподібної.

Література

1. Brickell, C. (2019). Encyclopedia of Plants and Flowers. London: Dorling Kindersley.

2. Domashovets O., Khropot O., Konechna R. (2023). Anemone ranunculoides L.: analitychnyy ohlyad poshyrennya, khimichnoho skladu, biolohichnoyi aktyvnosti ta medychnoho zastosuvannya (ohliad literatury) [Anemone ranunculoides L.: analytical review of distribution, chemical composition, biological activity, and medical application (literature review)]. Fitoterapiia. Chasopys - Phytotherapy. Journal, 2, 79-85. doi: 10.32782/2522-9680-2023-2-77 (in Ukrainian).

3. Eberle, L.V, Tsisak, A.O., Radaieva, I.M., Kazantseva, A.S. (2023). Analiz fenolnykh spoluk v ekstrakti z plodiv horikha chornoho (Juglans nigra L.) metodom vysokoefektyvnoi ridynnoi khromatohrafii [Analysis of phenolic compounds in black walnut (Juglans nigra L.) fruit extract using high-performance liquid chromatography]. Farmatsevtychnyi zhurnal - Pharmaceutical Journal, 78 (2), 49-57. doi 10.32352/0367-3057.2.23.06 (in Ukrainian).

4. Goncharova, A.V (2018). Vykorystannia predstavnykiv rodu Hydrangea L. v narodnii medytsyni ta kultovykh rytualnykh tseremoniiakh [Use of the genus Hydrangea L. representatives in folk medicine and religious ritual ceremonies]. Materialy mizhnarodnoi naukovoi konferentsii - Materials of international scientific conference (Uman, July 4-7, 2018). 63-66. Retrieved from: https://www. sofievka.org/media/documents/2018_Ethnobotany.pdf (in Ukrainian).

5. Hortenziia: korysni vlastyvosti i protypokazannia [Hydrangea: useful properties and contraindication]. Retrieved from: https:// rada.kr.ua/gortenziya-poleznye-svojstva-i-protivopokazaniya/ (in Ukrainian).

6. Hydrangea. Retrieved from: https://www.rxlist.com/supplements/ hydrangea.htm.

7. Kompendium. Lekarstvennye preparaty [Compendium. Medicines]. Retrieved from: https://compendium.com.ua (in Ukrainian).

8. Likuvalni vlastyvosti hortenzii, skarbnychka hospodaria [Medicinal properties of hydrangea, the host's treasury]. Retrieved from: https://jak.koshachek.com/articles/likuvalni-vlastivosti-gortenzii-skarbnichka.html (in Ukrainian).

9. Minarchenko, V.M., Butko, A.Yu. (2017). Doslidzhennia vitchyznianoho rynku likarskykh zasobiv roslynnoho pokhodzhennia [Study on domestic market of medicinal products of plant origin]. Farmatsevtychnyi zhurnal - Pharmaceutical Journal, 1, 3036. Retrieved from: http://nbuv.gov.ua/UJRN/pharmazh_2017_1_5 (in Ukrainian).

10. Ministry of Health of Ukraine. (n.d.). Derzhavnyi reiestr likarskykh zasobiv Ukrainy [State register of medicines of Ukraine]. Retrieved from: http://www.drlz.com.ua (in Ukrainian).

11. Parashchuk, E.A., Marchyshyn, S.M., Kyryliv, M.V., Bekus, I.R. (2018). Vmist kyslot hidroksykorychnykh u travi ta korenevyshchakh i koreniakh bedryntsiu lomykamenevoho (Pimpinella saxifraga L.) [Content of hydroxycinnamic acids in herb and rhizomes and roots of saxifrage pimpinella (Pimpinella saxifraga L.)]. Medychna ta klinichna khimiia - Medical and Clinical Chemistry, 20 (3), 90-95. doi: 10.11603/mcch.2410-681X.2018.v0.i3.9571 (in Ukrainian).

12. Solodovnychenko, N.M., Zhuravlov, M.S., Kovalov, V.M. (2001). Likarska roslynna syrovyna ta fitopreparaty: posib. z farmakohnozii z osnovamy biokhimii likarskykh roslyn [Medicinal plants and herbal medicines, training manual. Pharmacognosy with basic biochemistry of medicinal plants]. Kharkiv: Vyd-vo NFAU Zoloti storinky (in Ukrainian).

13. Shaffique, S., Anwer, H., Asif, H. M., Akram, M., Rehman, A., Ahmed, S., Ahmed, K. (2020). In Vitro Evaluation of Antioxidant Activity of Homeopathic Mother Tincture and Total Phenolic Content. RADS J Pharm Pharm Sci. 8 (1), 26-30. doi 10.37962/jpps. v8i1.268.

14. Stoiko, L.I. (2018). Farmakohnostychne doslidzhennia zolototysiachnyka zvychainoho (Centaurium erythraea Rafn.) i tyrlycha khreshchatoho (Gentiana cruciata L.) rodyny Gentianaceae (Dis.... kand. farm. nauk). [Pharmacognostic research of Centaurium erythraea Rafn. and Gentiana cruciata L. of Gentianaceae family (Dissertation PhD)]. National University of Pharmacy, Kharkiv. (in Ukrainian).

15. Telang, R.A. (2021). An in vitro study of Hydrangea arborescens, homoeopathic preparation as an inhibitor of Calcium oxalate crystallisation. Indian J. of Research in Homoeopathy, 15 (1), 24-30. doi:10.4103/ijrh.ijrh_63_19.

16. The State Pharmacopoeia of Ukraine. (2016). [Derzhavna Farmakopeia Ukrainy] Kharkiv: Ukrainian Scientific Pharmacopoeia Center of Quality of Medicinal Products. 2^nd ed., Supplement 1 (in Ukrainian).

17. The State Pharmacopoeia of Ukraine. (2015): Vol. 1-3. [Derzhavna Farmakopeia Ukrainy] Kharkiv: Ukrainian Scientific Pharmacopoeia Center of Quality of Medicinal Products. 2^nd ed., V. 1 (in Ukrainian).

18. Word Health Organization. (2013). WHO traditional medicine strategy: 2014-2023. Retrieved from: https://iris.who.int/handle/10665/92455.

Размещено на Allbest.ru