Иссам Йосеф исследования развития и выделение экстрактов и эфирных масел аира болотного и верблюжьей колючки, произрастающих в астраханской области
| Вид материала | Автореферат |
- Распоряжением Правительства Астраханской области от 19. 05. 2008 n 220-Пр Об итогах, 1101.99kb.
- В ред. Постановлений Правительства Астраханской области от 12. 11. 2009 n 605-П,, 267.05kb.
- Доклад «Бюджет Астраханской области и бюджеты территориальных государственных внебюджетных, 194.57kb.
- Правительство астраханской области постановление от 26 июля 2007 г. N 307-п об отраслевой, 366.95kb.
- Министерство образования и науки астраханской области Постановление, 33.48kb.
- Распоряжения Правительства Астраханской области от 27. 06. 2007 n 381-Пр о стратегических, 320.9kb.
- Всоответствии с постановлением Правительства Астраханской области от 16., 81.94kb.
- Администрация муниципального образования «заволжский сельсовет» харабалинского района, 199.88kb.
- Совершенствование технологии высококалорийных майонезов, 530.12kb.
- Правительство астраханской области служба природопользования и охраны окружающей среды, 5037.88kb.
Исследование летучих органических компонентов эфирных масел аира болотного ( Acorus calamus) методом газовой хроматографии и
масс-спектрометрического анализа
Эфирное масло аира было извлечено методом дистилляции в течение 2 часов с использованием аппарата Кливенгера и проанализировано с помощью ГХ/ МС (рис. 7). Определены летучие органические соединения и приведены в соответствии с их элюцией на DB-WAX колонки. В общей сложности предварительно определены 14 летучих органических соединений принадлежащих к следующим химическим классам: монотерпены (2), сесквитерпены (5), кетоны (1), спирты (2), амиды (1), алкены (1), и эфиры (2).
В эфирном масле аира были обнаружены эфирные соединения азарон и 1,2-Диметокси-4-метокси-l-пропенилбензол. В группе спирты они присутствуют в значительном количестве. Линалоол и уксусная кислота,эфир,3-гедрокси-6-изопропенил-4,8a-диметил-1,2,3,5,6,7,8,8a-октагидронафталин-2-ила были обнаружены как главные компоненты группы алкоголя. Были обнаружены пять соединений сесквитерпенов: -γ-мууролен, -шуобунон, -дегидрокси-изокаламендиол, -Спиро [4,5] декан-7-он,1,8-диметил-8,9-эпокси-4-изопропил, и 6-[1-(Гидроксиметил)винел]-4,8a-диметил-4a,5,6,7,8,8a-гексагидро-2(1H)-нафталенон. Точно такие же составы, связанные с группой монотерпенов являются бета-пинен (β-пинена), а также камфен. Помимо этих углеводородов терпенов из других групп были также обнаружены такие, как кетон (камфора), амиды (9-Ацетамедо-1-метил-3,6-диазагомоадамантан) и алкены (1,2,3,4-Тетраметил-5-метилен-1 ,3-циклопентанден). Хроматограмма (рис. 7) показывает, что азарон является доминирующим соединением.
Рис. 7: G /MS хроматограмма летучих органических компонентов, полученных из аира болотного.
Качественные исследования химических компонентов эфирного масла дают базовое представление для комплексной оценки состава этих масел. Процентный состав эфирного масла обеспечивает, пожалуй, наиболее важные параметры для его характеристики. Поэтому наша дискуссия концентрируется в направлении характеристики отдельных компонентов и их фармакологических свойств, основанных на предыдущих исследованиях. Азарон, как эфир содержится в некоторых растениях, таких как аир и копытень, обеспечивая аромат эфирного масла. Он используется в уничтожении вредителей и бактерий (рис. 8).
Монотерпены относятся к классу терпенов, которые состоят из 2 единиц изопрена (молекулярная формула C10H16). Монотерпены могут быть линейным (ациклические) или содержать кольца. Биохимические изменения, такие как окисление или перегруппировки производят соответствующие монотерпеноиды. В этом исследовании обнаружен индикатор монотерпеновых соединений - бета-пинен и камфен.
Сесквитерпены входят в класс терпенов, которые состоят из 3 единиц изопрена C15H24. Как монотерпены, сесквитерпены могут быть ациклическими или содержат кольца, в том числе есть много уникальных комбинаций. Биохимические изменения, такие как окисление или перегруппировки производят соответствующие сесквитерпеноиды. Сесквитерпены в основном используются в косметике, парфюмерии как душистые вещества и фиксаторы запахов.
Рис.8. Масс-спектры основных соединений азарона определенных в аире болотном.
Линалоол - важное соединение, используется в продуктах питания в качестве пищевых добавок (JECFA, 1999), в фармакологии, как седативное действие индуктора, глутаматергического ингибитора нейронов (Pamela и др., 1992). Линалоол входит в состав 60-80% парфюмерных продуктов гигиены и моющих средств, включая мыло, шампуни, лосьоны.
Оценка остатков тяжелых металлов и хлорорганических пестицидов в экстрактах аира болотного и верблюжьей колючки
Результаты анализов концентраций тяжелых металлов (мг/кг) в аире болотном собранном в районе с. Три Протока, Приволжского района Астраханской области приведены в таблице 3. Полученные данные свидетельствуют, что количество тяжелых элементов в спиртовом экстракте из аира были следующими (мг/кг): Cd (0,01), мышьяк (0,02), ртуть (0,001), свинца (0,03). Эти результаты сравнивали с российскими стандартами, которые содержатся в СанПиН (1.2.681-97), МДУ, ПДК, ФОН, а также стандартами немецкого федерального министерства здравоохранения, мы обнаружили, что значения концентраций тяжелых металлов, которые были получены при анализе - гораздо меньше, чем допускается стандартом. Так, концентрация кадмия в экстракте была (0,01) по сравнению с МДУ (0,3), ПДК (0,3), а также со значением в немецком стандарте (0,1), что указывает на безопасные значения присутствующего кадмия. Концентрация мышьяка в экстракте составила (0,02). Сравнивая значения СанПиН (5,0), МДУ (0,5), ПДК (0,1) и немецкого стандарта (0,5) определено, что имеющаяся концентрация мышьяка не существенна. Выявленное содержание ртути и свинца ниже допустимых пределов, свидетельствует, что экстракт аира является безопасным в использовании, и содержит нетоксичное количество тяжелых металлов.
Таблица 3
Содержание тяжелых металлов в экстракте аира болотного, мг/кг
| № п/п | Наименование показателя | Фактическое значение мг/кг | Оценка резултатов | Допустимый предел, мг/кг (СанПиН 1.2.681-97) | Федеральное Министерство здравоохранения в Германии мг/кг | МДУ мг/кг | ПДК мг/кг | ФОН мг/кг |
| 1 | Кадмий | 0,01 | Незначительные количества | - | 0,1 | 0,3 | 0,3 | 0,08 |
| 2 | Мышьяк | 0,02 | 5,0 | 0,5 | 0,5 | 0,1 | - | |
| 3 | Ртуть | 0,001 | 0,2 | 0,2 | 0,05 | 0,01 | 0,05 | |
| 4 | Свинец | 0,03 | 5,0 | 1,0 | 5,0 | 1,0 | 1,2-3,9 |
МДУ, ПДК, ФОН (Димиденок и Харина, 2005)
Результаты анализа концентраций тяжелых металлов (мг/кг) в верблюжьей колючке собранной в Астраханской области, приведены в таблице 4. Из таблицы видно, что количество тяжелых элементов в спиртовом экстракте были следующими (мг/кг): Cd (0,01), мышьяк (0,02), ртуть (0,003), свинец (0,02). Сопоставляя эти результаты с российским стандартом, а также стандартом немецкого федерального министерства здравоохранения, мы обнаружили, что концентрация тяжелых элементов, которые получены при анализе гораздо ниже, чем допускается стандартом.
Таблица 4
Содержание тяжелых металлов в экстракте верблюжьей колючки, мг/кг
| № п/п | Наименование показателя | Фактическое значение мг/кг | Оценка резултатов | Допустимый предел, мг/кг (СанПиН 1.2.681-97).[90] | Федеральное Министерство здравоохранения в Германии мг/кг [91] | МДУ мг/кг | ПДК мг/кг | ФОН мг/кг |
| 1 | Кадмий | 0,01 | Незначительные количества | - | 0,1 | 0,3 | 0,3 | 0,08 |
| 2 | Мышьяк | 0,02 | 5,0 | 0,5 | 0,5 | 0,1 | - | |
| 3 | Ртуть | 0,003 | 0,2 | 0,2 | 0,05 | 0,01 | 0,05 | |
| 4 | Свинец | 0,02 | 5,0 | 1,0 | 5,0 | 1,0 | 1,2-3,9 |
МДУ, ПДК, ФОН (Димиденок и Харина, 2005)
Так, концентрация кадмия в экстракте составила (0,01) по сравнению с МДУ (0,3), ПДК (0,3), а также со значением немецкого стандарта (0,1) - присутствие кадмия в выявленных значениях безопасно. Кроме того, концентрация свинца в экстракте была (0,02), в сравнении со значениями СанПиН (5,0), МДУ (5,0), ПДК (1,0), ФОН (1,2-3,9) и немецким стандартом (1,0) – определено, что концентрация свинца не существенна. Содержание ртути и свинца ниже допустимых пределов, подтверждает, что экстракт верблюжьей колючки является безопасным в использовании и содержит нетоксичное количество тяжелых металлов.
Анализ на пестициды:
Содержание пестицидов в экстрактах аира болотного (мг/кг) приведены в таблице 5. Результаты анализа пестицидов показали что все пестициды, которые были обнаружены (альдрин, альфа изомер ГХЦГ, гамма изомер ГХЦГ, гептахлор, ДДД, ДДТ, ДДЭ, кельтан) содержатся в небольших количествах и практически не присутствуют и это ниже допустимых норм российских стандартов, изложенных в (ГОСТ Р 51359-99). Например, концентрации альдрина в экстракте (0,00008) - по сравнению со стандартными спецификациями (0,02), поэтому, сравнивая все характеристики пестицидов со стандартом, мы видим, что концентрации пестицидов являются очень низкими. Полученные результаты подтверждают безопасность экстракта аира болотного.
Таблица 5
Содержание пестицидов в экстракте аира болотного, мг/кг
| № п/п | Наименование показателя | Фактическое значение мг/кг | Оценка резултатов | Допустимый предел, мг/кг (ГОСТ Р 51359-99) |
| 1 | Альдрин | 0,00008 | Незначительные количества | 0,02 |
| 2 | Альфа изомер ГХЦГ (циклохлорциклогексана) | 0,00008 | Незначительные количества | 0,02 |
| 3 | Гамма изомер ГХЦГ (циклохлорцик-логексана) | 0,00008 | Незначительные количества | 0,01 |
| 4 | Гептахлор | 0,00008 | Незначительные количества | 0,02 |
| 5 | ДДД (1,1-дихлор-2 ,2-бис (р-хлорфенил) этан) | 0,0002 | Незначительные количества | 0,03 |
| 6 | ДДТ (1,1,1-трихлор-2 ,2-бис (р-хлорфенил) этан) | 0,0002 | Незначительные количества | 0,06 |
| 7 | ДДЭ (1,1-дихлор-2 ,2-бис (р-хлорфенил) этилена) | 0,0002 | Незначительные количества | 0,02 |
| 8 | Кельтан | 0,0002 | Незначительные количества | 0,02 |
Содержание пестицидов в экстрактах верблюжьей колючки (мг/кг) приведены в таблице 6.
Таблица 6
Содержание пестицидов в экстрактах верблюжьей колючки, мг/кг
| № п/п | Наименование показателя | Фактическое значение мг/кг | Оценка резултатов | Допустимый предел, мг/кг (ГОСТ Р 51359-99) |
| 1 | Альдрин | 0,00008 | Незначительные количества | 0,02 |
| 2 | Альфа изомер ГХЦГ (циклохлорциклогексана) | 0,00008 | Незначительные количества | 0,02 |
| 3 | Гамма изомер ГХЦГ (циклохлорциклогексана) | 0,00008 | Незначительные количества | 0,01 |
| 4 | Гептахлор | 0,00008 | Незначительные количества | 0,02 |
| 5 | ДДД (1,1-дихлор-2 ,2-бис (р-хлорфенил) этан) | 0,0002 | Незначительные количества | 0,03 |
| 6 | ДДТ (1,1,1-трихлор-2 ,2-бис (р-хлорфенил) этан) | 0,0002 | Незначительные количества | 0,06 |
| 7 | ДДЭ (1,1-дихлор-2 ,2-бис (р-хлорфенил) этилена) | 0,0002 | Незначительные количества | 0,02 |
| 8 | Кельтан | 0,0002 | Незначительные количества | 0,02 |
Результаты анализа остатков пестицидов в верблюжьей колючке, свидетельствует, что они безопасны и не имеют токсического эффекта. Сравнение остаточных количеств пестицидов по российским стандартам (ГОСТ Р 51359-99) показало, что концентрации пестицидов в исследуемых образцах является очень низкими. Полученные данные подтверждают безопасность полученного экстракта верблюжьей колючки.
Антибактериальная активность эфирного масла и спиртовых экстрактов аира болотного и верблюжьей колючки
Результаты анализа антимикробной активности показали, что эфирное масло и спиртовые экстракты аира болотного ( A. calamus) и верблюжьей колючки (A. pseudalhagi) при использовании метода дисков подтвердили некоторую антибактериальную активность: эфирного масла и экстрактов против деятельности всех исследованных бактерий; Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis и Escherichia coli. Антибактериальная активность зоны торможения роста показана в таблице 7.
Спиртовый экстракт дисков аира болотного обладает низкой ингибирующей активностью в отношении золотистого стафилококка ( Staphylococcus aureus), сенной палочки (Bacillus subtilis) и кишечной палочки (Escherichia coli) с узкой зоной торможения 10,8-15,3 мм. Эфирное масло из аира болотного проявило низкую антибактериальную активность и имеет узкую зону торможения против всех использованных бактерий (11,3-14,8 мм). Диски со спиртовым экстрактом Alhagi pseudalhagi показали низкую тормозящую активность в отношении золотистого стафилококка, сенной палочки и кишечной палочки с узкой зоны торможения 12,0-14,5 мм.
Таблица 7
Антибактериальная активность эфирного масла и спиртовых экстрактов (метод дисков) изучаемых растений от некоторых бактерий на 50 мкл (зона торможения измеряется в мм)
| Вариант | Диаметр зоны задержки роста (мм) | ||||||||
| Escherichia coli | Staphylococcus aureus | Bacillus subtilis | |||||||
| 24ч | 48ч | 72ч | 24ч | 48ч | 72ч | 24ч | 48ч | 72ч | |
| Экстракт аира болотного | 15,3 ± 0,25 | 14,0 ± 0,35 | 14,0 ± 0,41 | 11,0 ± 0,30 | 10,8 ± 0,25 | 10,5 ± 0,50 | 14,5 ± 0,62 | 13,5 ± 0,81 | 13,5 ± 1,16 |
| Масло аира болотного | 14,8 ± 0,31 | 14,3 ± 0,50 | 13,0 ± 0,25 | 12,0 ± 0,41 | 11,3 ± 0,25 | 11,3 ± 0,25 | 13,5 ± 1,19 | 13,0 ± 0,86 | 13,0 ± 0,70 |
| Экстракт верблюжьей колючки | 13,5 ± 0,35 | 12,0 ± 0,50 | 12,0 ± 0,50 | 13,0 ± 0,50 | 12,0 ± 0,35 | 12,0 ± 0,35 | 14,5 ± 0,55 | 13,6 ± 0,80 | 13,5 ± 1,11 |
Результаты настоящего исследования показали, что β-азарон фракция, которая считается активным компонентом эфирного масла растения аира болотного, обладает слабой антибактериальной активностью (Grosvenor и др., 1995; McGaw и др., 2002), хотя об отсутствии в корневище аира болотного антибактериальной активности β-азарона сообщалось ранее (De и др., 1999; McGaw и др., 2002).
В таблице 8, показано влияние эфирного масла и спиртовых экстрактов по методу скважин (лунки) на рост S.aureus, B. subtilis, and E. coli. По нашим данным, эфирное масло, полученное из корневищ аира болотного и спиртовых экстрактов аира болотного и верблюжьей колючки имеет малоустойчивый эффект торможения роста вышеупомянутых бактерий.
Таблица 8
Антибактериальная активность эфирного масла и спиртовых экстрактов (метод лунки) изучаемых растений от некоторых бактерий на 50 мкл (зона торможения измеряется в мм)
| Вариант | Диаметр зоны задержки роста (мм) | ||||||||
| Escherichia coli | Staphylococcus aureus | Bacillus subtilis | |||||||
| 24ч | 48ч | 72ч | 24ч | 48ч | 72ч | 24ч | 48ч | 72ч | |
| Экстракт аира болотного | 14,0 ± 0,35 | 13,0 ± 0,35 | 12,3 ± 0,50 | 12,3 ± 0,60 | 11,8 ± 0,41 | 11,5 ± 0,50 | 13,5 ± 1,11 | 12,7 ± 0,75 | 12,4 ± 0,80 |
| Масло аира болотного | 14,5 ± 0,41 | 13,3 ± 0,50 | 13,3 ± 0,35 | 14,0 ± 0,50 | 14,0 ± 0,50 | 14,0 ± 0,50 | 14,0 ± 0,70 | 13,0 ± 0,70 | 13,0 ± 0,52 |
| Экстракт верблюжьей колючки | 13,5 ± 0,25 | 13,0 ± 0,25 | 13,0 ± 0,35 | 12,3 ± 0,25 | 10,0 ± 0,35 | 10,0 ± 0,35 | 13,7 ± 0,80 | 12,6 ± 0,62 | 12,2 ± 0,50 |
Растительные экстракты с целью воздействия на микроорганизмы источники болезней использовались на протяжении сотен лет в практике народной медицины. Системное изучение влияния растительных экстрактов на антибактериальную активность проводится для получения новых антибактериальных соединений. Учитывая биоразнообразие растений в Астраханской области, необходимо осуществлять дальнейшие комплексные исследования выявленных биокомпонентов данных растений для обнаружения их антибактериальной активности.