Scientific journal
Advances in current natural sciences
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,653

QUANTITATIVE DETERMINATION OF FUNCTIONAL GROUPS OF PECTIN SUBSTANCES OF THE HERB THYMUS MARCHALLIANUS WILLD

Bubenchikova V.N. 1 Starchak Y.A. 2 Lapina E.S. 1
1 Kursk State Medical University
2 Oryol State University Medical Institute
Проведено выделение и изучение пектиновых веществ травы тимьяна Маршалла. Пектиновые вещества были получены из шрота сырья, оставшегося после удаления полифенольных соединений и выделения водорастворимого полисахаридного комплекса. Выход пектиновых веществ из травы тимьяна Маршалла составил 17,78 %. Количественное определение основных функциональных групп пектиновых веществ проводили титрометрическим методом. При количественном определении функциональных групп пектиновых веществ было установлено, что содержание свободных карбоксильных групп составляет 19,76 %, метоксилированных карбоксильных групп – 4,76 %, общее количество карбоксильных групп – 24,51 %, метоксильных групп – 3,27 %, степень метоксилированности – 19,47 %. Пектиновые вещества травы тимьяна Маршалла характеризуются невысокой (λ < 50 %) степенью этерификации, что дает возможность рекомендовать их использование в медицинской практике в качестве детоксикантов и в фармацевтической практике при производстве лекарственных препаратов в качестве желирующих агентов.
Pectin was obtained from Thymus Marchallianus Willd. herb meal obtained after removal of the air-dry raw polyphenolic compounds and water-soluble polysaccharide complex isolation. Their yield was 17,78 %. It was subsequently conducted a quantitative determination of the main functional groups of pectins, which was carried out with a titrimetric method. It was found that the content of free carboxyl groups of pectin substances is 19,76 %, methoxylated carboxyl groups content is 4,76 %, the total amount of carboxyl groups is 24,51 %, methoxyl groups content is 3,27 %, degree of methoxylation is 19,47 %. Thus, pectin of Thymus Marchallianus Willd. herb anthrax characterized by low (l < 50 %) the degree of eterification, which allows their use in medical practice as detoxicants and pharmaceutical practice while production of medicinal preparations as gelling agents.
thymus Marchallianus Willd.
pectin
degree of eterification

Растения рода тимьян во флоре Центральной России представлены 7–8 видами, основными из которых являются тимьян Маршалла, тимьян блошиный, тимьян Палласа и другие, а фармакопейный вид – тимьян ползучий встречается единично. Однако, химический состав произрастающих видов – изучен недостаточно. Из литературы известно, что в растениях рода тимьян наиболее полно изучено эфирное масло, фенольные и тритерпеновые соединения [8]. Другие классы практически не изучены, например не исследованы углеводы и в частности пектиновые вещества.

Пектиновые вещества характеризуются нерегулярным типом строения и рассматриваются как один из самых сложных и динамичных по структуре класс биополимеров [7] полиуронидной природы с наличием определенных функциональных групп, влияющих на их свойства. Они обладают способностью к комплексообразованию и желированию, связывают катионы поливалентных металлов за счет водорода карбоксильных групп, на чем основано их применение в качестве детоксикантов при отравлении радиоактивными изотопами и солями тяжелых металлов [6]. Кроме того, пектиновые вещества оказывают влияние на отдельные стадии иммунного ответа [7]; для них характерна бактерицидная или бактериостатическая активность в отношении ряда патогенных и условнопатогенных бактерий, они также обладают сорбционным, стимулирующим моторику кишечника и репаративность действием, что находит применение при лечении кишечных инфекций и дисбактериозов [3]. В фармацевтической технологии пектины используются как ценный вспомогательный продукт при изготовлении ряда лекарственных форм: эмульгатор в эмульсиях, связывающий компонент в пилюльных массах, желирующий агент при производстве лекарственных средств [5, 6] . Кроме того они потенцируют лечебный эффект основных действующих веществ [1]. При этом значительное влияние на антимикробную активность и способность к гелеобразованию оказывает степень метилирования карбоксильных групп пектина. Таким образом, изучение качественных и количественных характеристик пектиновых веществ тимьяна Маршалла является актуальной проблемой.

Целью работы явилось выделение и изучение пектиновых веществ травы тимьяна Маршалла (Thymus Marchallianus Willd.).

Объектом исследования служила воздушно-сухая измельченная трава тимьяна Маршалла, заготовленная в Курской области в 2013–2014 годах, в период массового цветения растений.

Материалы и методы исследования

Для выделения пектиновых веществ воздушно-сухое сырье тимьяна Маршалла последовательно экстрагировали спиртом этиловым 70 % для удаления полифенольных соединений, затем горячей водой очищенной выделяли водорастворимый полисахаридный комплекс. Из шрота, оставшегося после получения водорастворимых полисахаридов, выделяли пектиновые вещества, для чего шрот сырья первоначально экстрагировали смесью 0,5 % растворов кислоты щавелевой и оксалата аммония (1:1) в соотношении 1:20 при 80-85 °С в течение 2,5 часов. Повторное извлечение проводили дважды в соотношении 1:20. Объединенные извлечения концентрировали и осаждали пятикратным объемом спирта этилового 96 %. Полученные осадки отфильтровывали, промывали спиртом этиловым, высушивали и взвешивали [2] (рисунок).

bub1.wmf

Схема выделения пектиновых веществ из травы тимьяна Маршалла

 

Содержание функциональных групп пектиновых веществ определяли титрометрическим методом. Определение свободных карбоксильных групп пектиновых веществ (Кс) в исследуемом образце проводили следующим образом около 1,0 г (точная навеска) помещали в коническую колбу емкостью 300 мл, смачивали чистым спиртом этиловым 96 % (во избежание комкования), добавляли 100 мл воды очищенной, перемешивали и оставляли на ночь для полного растворения пектинов. Затем смесь титровали раствором натрия гидроксида (0,1 моль/л) до появления не исчезающего в течение минуты красного окрашивания в присутствии 6 капель индикатора Хинтона.

Для определения метоксилированных карбоксильных групп (Км) к пробе после определения свободных карбоксильных групп добавляли точно отмеренные 10 мл раствора натрия гидроксида (0,5 моль/л), закрывали колбу и оставляли на 2 часа при комнатной температуре для омыления метоксилированных карбоксильных групп. Далее в колбу вносили 10 мл раствора кислоты хлористоводородной (0,5 моль/л) и избыток кислоты оттитровывали раствором натрия гидроксида (0,1 моль/л). После этого вычисляли процентное содержание свободных карбоксильных групп (Кс %) и метоксилированных карбоксильных групп (Км %) [4].

Общее количество карбоксильных групп (Ко) вычисляли как сумму свободных и метоксилированных карбоксильных групп.

Степень метоксилированности (этерификации) пектинов (l) определяли как отношение содержания метоксилированных карбоксильных групп к общему количеству карбоксильных групп. Процентное содержание метоксильных групп (ОСН3) вычисляли по титриметрическим данным.

Результаты исследования и их обсуждение

Выход пектиновых веществ из травы тимьяна Маршалла составил 17,78 %. Выделенный пектиновый комплекс представляет собой аморфный порошок светло-серого цвета, хорошо растворим в воде с образованием вязких растворов. Водные растворы пектинов осаждаются 1 % раствором алюминия сульфата с образование пектатов. Количественное определение функциональных групп пектиновых веществ показало, что содержание свободных карбоксильных групп составляет 19,76 %, метоксилированных карбоксильных групп – 4,76 %, общее количество карбоксильных групп – 24,51 %, метоксильных групп – 3,27 %, степень метоксилированности пектинов – 19,47 %.

Выводы

1. В результате проведённых исследований установлено, что содержание пектиновых веществ в траве тимьяна Маршалла составляет 17,78 %;

2. Установлено содержание свободных карбоксильных групп в пектиновых веществах, которое равно 19,76 %, метоксилированных карбоксильных групп – 4,76 %, общее количество карбоксильных групп – 24,51 %, метоксильных групп – 3,27 %, степень метоксилированности – 19,47 %;

3. Пектиновые вещества травы тимьяна Маршалла характеризуются невысокой (l < 50 %) степенью этерификации, на основании чего их можно рекомендовать для использования в фармацевтической технологии в качестве желирующих агентов.