Химический состав, антиоксидантная активность, стандартизация и кинетика получения водно-пропиленгликолевых экстрактов лекарственных растений

В производстве лечебных и косметических средств для наружного применения в качестве одного из действующих компонентов широко используют водно-пропиленгликолевые экстракты лекарственных растений. Однако в научной литературе практически отсутствуют данные об экстрагирующей эффективности водно-пропиленгликолевых смесей и химическом составе водно-пропиленгликолевых экстрактов растительного сырья, а в документации производителя указаны исключительно характеристики продукта, не связанные с его биологической активностью. В исследовании методом ВЭЖХ/МС/МС на примере цветков ромашки аптечной установлено, что водно-пропиленгликолевые и водно-этанольные извлечения близки по составу фенольных соединений. Доминирующими соединениями водно-пропиленгликолевого экстракта цветков ромашки являются апигенин и его гликозиды (апигенин-7-глюкозид, апигенин-7-O-6-O-малонил-D-глюкозид, апигенин-7-ацетилглюкозид, ацетил-малонил-апигенин-7-O-глюкозид). Обнаружены 5,4’-диокси-3,6,7,3’-тетраметоксифлавон, цис- и транс-формы 2-O-глюкопиранозида 2-гидрокси-4-метоксикоричной кислоты, 7-метоксикумарин. Спектрально-аналитические характеристики водно-пропиленгликолевых экстрактов ряда лекарственных растений, наиболее востребованных в косметической промышленности, исследованы в УФ-видимом диапазоне, выявлены экстракты с наилучшими защитными свойствами в отношении УФ-излучения A и B диапазонов (листьев шалфея лекарственного, цветков ромашки аптечной, травы тысячелистника обыкновенного) и свободных радикалов (экстракты листьев зеленого чая, травы зверобоя продырявленного), а также экстракты с наиболее высоким содержанием флавоноидов (травы зверобоя продырявленного, листьев шалфея лекарственного). При экстрагировании сырья одной и той же партии оптическая плотность на длине волны 270 нм связана с параметрами извлечения флавоноидов, антиоксидантов и сухого вещества функциональной зависимостью, что очень удобно для экспресс-контроля производственных процессов в целях получения продукта с воспроизводимыми характеристиками. Выведены формулы для расчета содержания антиоксидантов в экстрактах по ДФПГ-методу в сравнении со стандартными образцами рутина и галловой кислоты, проведена интерпретация получаемых для экстрактов различного вида сырья данных в сравнении с показателями иных методов анализа. Продемонстрирована высокая повторяемость формы спектральных кривых экстракта цветков ромашки вне зависимости от источника сырья, что в сочетании с индивидуальностью формы кривых для экстрактов сырья различных видов может быть использовано в качестве одного из критериев подлинности. Предложенным УФ-спектрометрическим методом исследована динамика экстракции цветков ромашки при различных параметрах процесса (температура, соотношение пропиленгликоля и воды в экстрагенте). Установлено, что оптимальной является экстракция сырья 50 %-ным водным пропиленгликолем при температуре 50 °C в течение 4 ч.

1. Zhang Q., Li P., Roberts M. S. Maximum transepidermal flux for similar size phenolic compounds is enhanced by solvent uptake into the skin / J. Controlled Release. 2011. Vol. 154. N 1. P. 50 – 57. DOI: 10.1016/j.jconrel.2011.04.018.

2. Тараховский Ю. С., Ким Ю. А., Абдрасилов Б. С., Муфазаров Е. Н. Флавоноиды: биохимия, биофизика, медицина. — Пущино: Synchrobook, 2013. — 310 с.

3. Beak S. M., Lee Y. S., Kim J. A. NADPH oxidase and cyclooxygenase mediate the ultraviolet B-induced generation of reactive oxygen species and activation of nuclear factor-kappa-B in HaCaT human keratinocytes / Biochimie. 2004. Vol. 86. N 7. P. 425 – 429. DOI: 10.1016/j.biochi.2004.06.010.

4. Tang H. R., Covington A. D., Hancock R. A. Structure-activity relationships in the hydrophobic interactions of polyphenols with cellulose and collagen / Biopolymers. 2003. Vol. 70. P. 403 – 413. DOI: 10.1002/bip.10499.

5. Тараховский Ю. С., Селезнева И. И., Васильева Н. А. и др. Ускорение фибриллообразования и температурная стабилизация фибрилл коллагена в присутствии таксифолина (дигидрокверцетина) / Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2007. Т. 144. ¹ 12. С. 640 – 643.

6. Murapa P., Dai J., Chung M., et al. Anthocyanin-rich fractions of blackberry extracts reduce UV-induced free radicals and oxidative damage in keratinocytes / Phytother. Res. 2012. Vol. 26(1). P. 106 – 112. DOI: 10.1002/ptr.3510.

7. Kang Y. G., Choi E. J., Choi Y., Hwang J. K. 5,7-dimethoxyflavone induces melanogenesis in B16F10 melanoma cells through cAMP-dependent signaling / Exp. Dermatol. 2011. Vol. 20. N 5. P. 445 – 447. DOI: 10.1111/j.1600-0625.2010. 01236.x.

8. Nan-Lin Wu, Jia-You Fang, Marcelo Chen, et al. Chrysin protects epidermal keratinocytes from UVA- and UVB-induced damage / J. Agric. Food Chem. 2011. Vol. 59. N 15. P. 8391 – 8400. DOI: 10.1021/jf200931t.

9. Roy S., Deep G., Agarwal C., Agarwal R. Silibinin prevents ultraviolet B radiation-induced epidermal damages in JB6 cells and mouse skin in a p53-GADD45alpha-dependent manner / Carcinogenesis. 2012. Vol. 33. N 3. P. 629 – 636. DOI: 10.1093/ carcin/bgr299.

10. Bondet W., Brand-Williams W., Berset C. Kinetics and Mechanisms of Antioxidant Activity using the DPPH• Free Radical Method / Lebensm.-Wiss u. -Technol. 1997. Vol. 30. N 6. P. 609 – 615.

11. Волков В. А., Сажина Н. Н., Пахомов П. М., Мисин В. М. Содержание и активность низкомолекулярных антиоксидантов в пищевых и лекарственных растениях / Химическая физика. 2010. Т. 29. № 8. С. 73 – 77.

12. Блажей А., Шутый Л. Фенольные соединения растительного происхождения. — М.: Мир, 1977. — 239 с.

13. de Andrade G. P., Manieri T. M., Nunes E. A., et al. Comparative in vitro study of photodynamic activity of hypericin and hypericinates in MCF-7 cells / J. Photochem. Photobiol. B. 2017. Vol. 175. P. 89 – 98. DOI: 10.1016/j.jphotobiol.2017.08.025.

14. Государственная фармакопея Российской Федерации. XIII издание. Т. 3. ФС.2.5.0037.15.

15. Markus Ganzera, Manuela Guggenberger, Hermann Stuppner, Christian Zidorn. Altitudinal variation of secondary metabolite profiles in flowering heads of Matricaria chamomilla cv. BONA / Planta Medica. 2008. Vol. 74. N 4. P. 453 – 457. DOI: 10.1055/s-2008-1034326.

16. Berthold Weber, Martina Herrmann, Beate Hartmann, et al. HPLC/MS and HPLC/NMR as hyphenated techniques for accelerated characterization of the main constituents in Chamomile (Chamomilla recutita [L.] Rauschert) / Eur. Food Res. Technol. 2008. Vol. 226. P. 755 – 760. DOI: 10.1007/s00217-007- 0587-y.

17. Кащенко Н. И., Оленников Д. Н. Количественный анализ флавоноидов в цветках ромашки аптечной (Matricaria chamomilla L.) методом микроколоночной ВЭЖХ-УФ / Химия растительного сырья. 2016. № 4. С. 107 – 115. DOI: 10.14258/ jeprm.2016041339.

18. Карцова Л. А., Деев В. А., Бессонова Е. А. и др. Определение полифенольных антиоксидантов в образцах зеленого чая. Характеристические хроматографические профили / Аналитика и контроль. 2019. Т. 23. № 3. С. 377 – 385. DOI: 10.15826/analitika.2019.23.3.010.

19. John K. Jackson, Jinying Zhao, Wesley Wong, Helen M. Burt. The inhibition of collagenase induced degradation of collagen by the galloyl-containing polyphenols tannic acid, epigallocatechin gallate and epicatechin gallate / J. Mater. Sci. Mater. Med. 2010. Vol. 21. P. 1435 – 1443. DOI: 10.1007/s10856-010- 4019-3.

20. Попов И. В., Чумакова В. В., Попова О. И., Чумаков В. Ф. Биологически активные вещества, проявляющие антиоксидантную активность, некоторых представителей семейства Lamiaceae, культивируемых в Ставропольском крае / Химия растительного сырья. 2019. ¹ 4. С. 163 – 172. DOI: 10.14258/jcprm.2019045200.

21. Miaomiao Yan, Zhongrong Liu, Huilan Yang, et al. Luteolin decrease the UVA-induced autophagy of human skin fibroblasts by scavenging ROS / Mol. Med. Rep. 2016. Vol. 14. N 3. P. 1986 – 1992. DOI: 10.3892/mmr.2016.5517.

22. Gang Chen, Hugang Shen, Linlin Zang, et al. Protective effect of luteolin on skin ischemia-reperfusion injury through an AKT-dependent mechanism / Int. J. Mol. Med. 2018. Vol. 42. N 6. P. 3073 – 3082. DOI: 10.3892/ijmm.2018.3915.

23. Yong Pil Hwang, Kyo Nyeo Oh, Hyo Jeong Yun, Hye Gwang Jeong. The flavonoids apigenin and luteolin suppress ultraviolet A-induced matrix metalloproteinase-1 expression via MAPKs and AP-1-dependent signaling in HaCaT cells / J. Dermatol. Sci. 2011. Vol. 61. N 1. P. 23 – 31. DOI: 10.1016/j.jdermsci.2010.10.016.

24. Lee C. W., Na Y., Park N., et al. Amentoflavone inhibits UVB-induced matrix metallo299 proteinase-1 expression through the modulation of AP-1 components in normal human fibroblasts / Appl. Biochem. Biotechnol. 2012. Vol. 166. N 5. P. 1137 – 1147. DOI: 10.1007/s12010-011-9500-z.

25. Волков В. А., Волков А. Н., Мисин В. М. Кинетические характеристики взаимодействия 2,2-дифенил-1-пикрилгидразила с некоторыми природными фенольными антиоксидантами в среде этанола / Изв. РАН. Серия химическая. 2014. № 9. С. 2013 – 2019. DOI: 10.1007/s11172-014-0693-5.

26. Тихонов И. В., Бородин Л. И., Осипов Е. М., Рябкова В. А. Антиоксидантная активность полифенолов при окислении метиллинолеата в мицеллах / Сб. трудов X Международного симпозиума «Фенольные соединения: фундаментальные и прикладные аспекты». 2018. Т. 1. С. 165 – 169.