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).
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.