Содержание биологически активных веществ в листьях некоторых видов рода <i>Campanula</i> L. (Campanulaceae)

Главная

Статья в Elpub

РУС ENG

Вестник Томского государственного университета. Биология. 2017; : 122-133

Содержание биологически активных веществ в листьях некоторых видов рода Campanula L. (Campanulaceae)

Кукушкина Т. А., Фомина Т. И.

https://doi.org/10.17223/19988591/38/7

Аннотация

Определено содержание фенольных соединений (катехинов, флавонолов, танинов), сапонинов, пектиновых веществ, аскорбиновой кислоты и каротиноидов в листьях 8 видов рода Campanula, интродуцированных в лесостепную зону Западной Сибири. Установлены высокие показатели содержания основных групп биологически активных веществ, за исключением катехинов: флавонолов - до 9,4%, танинов - до 34,7%, сапонинов - до 39,6%, пектиновых веществ - до 18,3%, аскорбиновой кислоты - до 272,8 мг%, каротиноидов - до 327,7 мг%, и их значительная межвидовая и индивидуальная изменчивость. Сезонная динамика вторичных метаболитов в листьях различна: количество танинов и сапонинов выше в фазу весеннего отрастания, флавонолов и пектиновых веществ - в фазу цветения, накопление аскорбиновой кислоты и каротиноидов имело разнонаправленный характер.

Список литературы

1. Bailey L.H. Manual of cultivated plants. Revised edition. New York : The Macmillan company, 1949. 1116 p.

2. Крупина М.Г. Колокольчики. М. : Сельхозгиз, 1954. 78 с.

3. Халипова Г.И. Колокольчики. М. : АСТ/Астрель, 2005. 144 с.

4. Scariot V., Seglie L., Gaiano W., Devecchi M. Evaluation of European native bluebells for sustainable floriculture // Acta Horticulturae. 2012. Vol. 937. PP. 273-279. doi: 10.17660/ ActaHortic.2012.937.33

5. Барнаулов О.Д., Лимаренко А.Ю., Маничева О.А., Теслов Л.С. Противоальтеративная активность препаратов из растений семейства колокольчиковых // Проблемы освоения лекарственных ресурсов Сибири и Дальнего Востока : тез. докл. Всесоюз. конф. Новосибирск : СО АМН, 1983. С. 174-175.

6. Барнаулов О.Д., Лимаренко А.Ю., Теслов Л.С. Противосудорожные свойства препаратов из некоторых видов сем. Campanulaceae // Растительные ресурсы. 1983. Т. 19, вып. 1. С. 20-27.

7. Kim M-S., Kim K-H., Yook H-S. Antioxidative effects of Campanula takesimana Nakai extract // J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 2012. Vol. 41, № 10. PP. 1331-1337. doi: 10.3746/ jkfn.2012.41.10.1331

8. Sinek K., Iskender N.Y., Yayli B., Karaoglu S.A., Yayli N. Antimicrobal activity and chemical composition of the essential oil from Campanula glomerata L. subsp. hispida (Witasek) Hayek // Asian J. Chem. 2012. Vol. 24, № 5. PP. 1931-1934.

9. Растительные ресурсы СССР: цветковые растения, их химический состав, использование; семейства Hippuridaceae-Lobeliaceae / отв. ред. П.Д. Соколов. СПб. : Наука. С.-Петерб. отд-ние, 1991. 200 с.

10. Теслов Л.С. Сравнительное изучение флавоноидного состава видов рода Campanula L. ряда Glomeratae Charadze из секции Campanula // Растительные ресурсы. 1995. Т. 36, вып. 1. С. 44-52.

11. Теслов Л.С. Сравнительное изучение флавоноидного состава видов рода Campanula L. ряда Rapunculoides Charadze из секции Campanula // Растительные ресурсы. 2000. Т. 36, вып. 1. С. 3-17.

12. Фомина Т.И., Кукушкина Т.А. Содержание основных групп биологически активных веществ в молодых листьях видов рода Campanula L. (Campanulaceae) // Растительные ресурсы. 2014. Т. 50, вып. 4. С. 135-141.

13. Фомина Т.И., Кукушкина Т.А. Содержание основных групп биологически активных веществ в надземных органах видов рода Campanula (Campanulaceae) // Растительный мир Азиатской России. 2015. № 2 (18). С. 39-44.

14. Кукушкина Т.А., Зыков А.А., Обухова Л.А. Манжетка обыкновенная (Alchemilla vulgaris L.) как источник лекарственных средств // Актуальные проблемы создания новых лекарственных препаратов природного происхождения : материалы VII Междунар. съезда. СПб. : Фитофарм, 2003. С. 64-69.

15. Беликов В.В., Шрайбер М.С. Методы анализа флавоноидных соединений // Фармация. 1970. № 1. С. 66-72.

16. Федосеева Л.М. Изучение дубильных веществ подземных и надземных вегетативных органов бадана толстолистного (Bergenia crassifolia (L.) Fitsch.), произрастающего на Алтае // Химия растительного сырья. 2005. № 2. С. 45-50.

17. Киселева А.В., Волхонская Т.А., Киселев В.Е. Биологически активные вещества лекарственных растений Южной Сибири / отв. ред. А.Г. Валуцкая. Новосибирск : Наука, 1991. 135 с.

18. Кривенцов В.И. Бескарбазольный метод количественного спектрофотометрического определения пектиновых веществ // Сборник научных трудов Государственного Никитского ботанического сада. 1989. Т. 109. С. 128-137.

19. Ермаков А.И., Арасимович В.В., Ярош Н.П. Методы биохимического исследования растений / ред. А.И. Ермаков. Л. : Агропромиздат, 1987. 420 с.

20. Борисова П.И., Булатова С.В., Бахтенко Е.Ю., Лапшин П.В. Фенольный метаболизм сабельника болотного (Comarum palustre L.) в связи с эколого-ценотическими факторами // Фенольные соединения: фундаментальные и прикладные аспекты / отв. ред. Н.В. Загоскина, Е.Б. Бурлакова; Ин-т физиологии растений РАН. М. : Научный мир, 2010. С. 257-264.

21. Джумырко С.Ф. Флавоноиды растений рода Campanula // Химия природных соединений. 1973. № 2. С. 273-274.

22. Анисимов М.М., Чирва В.Я. О биологической роли тритерпеновых гликозидов // Успехи современной биологии. 1980. Т. 90, вып. 3 (6). С. 351-364.

23. Оводов Ю.С. Современные представления о пектиновых веществах // Биоорганическая химия. 2009. Т. 35, № 3. С. 293-310.

Tomsk State University Journal of Biology. 2017; : 122-133

Content of the major groups of biologically active substances in leaves of some Campanula species (Campanulaceae)

Kukushkina T. A., Fomina T. I.

https://doi.org/10.17223/19988591/38/7

Abstract

The present research is a continuation of publications on the phytochemical composition of Campanula species introduced in the forest-steppe zone of Western Siberia (Novosibirsk). The importance of the work is due to the recent studies confirming the biological activity of preparations from above-ground parts of bellflowers and incomplete knowledge of the majority of them. The aim of this study was a comparative characteristics of the major groups of biologically active substances (catechins, flavonols, tannins, saponins, pectic substances, ascorbic acid and carotenoids) in leaves of 8 species: C. bononiensis L., C. cervicaria L C. glomerata L., C. lactiflora Bieb. (Gadellia lactiflora (M. Bieb.) Schulkina), C. punctata Lam., C. rotundifolia L., C. takesimana Nakai, and C. thyrsoides L. We studied the collection of ornamental plants of the natural flora of the Central Siberian Botanical Garden, SB RAS in 2015-2016. The material was plants grown from seeds of different origin: Novosibirsk region (C. cervicaria), Siberian Botanical Garden, Tomsk (C. rotundifolia) and local reproductions of introduced samples (other species). To determine the quantity of metabolites, we used freshly collected raw material - leaves in the spring growth phase and leaves of flowering plants. We determined the amount of catechins spectrophotometrically (504 nm), basing on their ability to give crimson colour with vanillin solution in concentrated hydrochloric acid. A calibration curve constructed from (±)-catechin "Sigma" C-1788 (USA) was used to determine the content of catechins in a sample. The amount of flavonols was determined spectrophotometrically (415 nm) by a reaction of complexation of flavonols with aluminium chloride. A calibration schedule constructed from rutin was used to determine the concentration of flavonols. The content of tannins (hydrolysable tanning substances) was determined spectrophotometrically (420 nm) using a 2% aqueous solution of ammonium molibdate. Tanning substances were calculated according to state standard reference samples of tannins. The content of saponins was determined by weighing. The content of pectic substances (pectins and protopectins) was determined by noncarbazole spectrophotometric method (480 nm), based on obtaining a specific yellow-orange colour of uronic acids with thymol in sulfuric acid medium. To obtain reproducible results, we removed sugars from raw material. The percentage of pectic substances was determined using a calibration curve constructed from galacturonic acid. Ascorbic acid was determined by titrimetric method based on its reducing properties (Tilmans' reaction). The total amount of carotenoids was determined in acetone-ethanol extract spectrophotometrically. The optical density of the solution was measured at wavelengths corresponding to absorption maxima of chlorophylls a (662 nm) and b (644 nm) carotenoids (440.5 nm). Pigment concentration was calculated according to the formulae: Са + СЬ = 5,134D662 + 20,436D644; Carotenoids = 4,695D440,5 -0,268(Са + СЬ). All biochemical parameters, except for ascorbic acid, were calculated in relation to the mass of absolutely dry raw material. We noted a high content of flavonols (up to 9.4%), tannins (up to 34.7%), saponins (up to 39.6%), pectic substances (up to 18.3%), ascorbic acid (up to 272.8 mg%), carotenoids (up to 327.7 mg%), and small amount of catechins (up to 0.32%) in leaves (See Tables). We revealed significant interspecific and individual variability of metabolites. Their seasonal dynamics was different: the amount of tannins and saponins was higher in the phase of spring growth, but that of flavonols and pectins -in the flowering phase, while the accumulation of ascorbic acid and carotenoids was mixed. From two years of studies, more favorable conditions for the synthesis of the major metabolites formed in 2016. We determined the highest content of various groups of biologically active substances for C. rotundifolia, C. glomerata, C. punctata, C. bononiensis, and relatively low - for C. lactiflora, C. thyrsoides (See Figures and Tables). The obtained data confirmed the results of a previous study on the prospects of species of the genus Campanula as a source of flavonoids, tannins, saponins and their nutritional value due to a high content of vitamins and pectic substances in their leaves. The article contains 2 Figures, 2 Tables, 23 References.

References

1. Bailey L.H. Manual of cultivated plants. Revised edition. New York : The Macmillan company, 1949. 1116 p.

2. Krupina M.G. Kolokol'chiki. M. : Sel'khozgiz, 1954. 78 s.

3. Khalipova G.I. Kolokol'chiki. M. : AST/Astrel', 2005. 144 s.

5. Barnaulov O.D., Limarenko A.Yu., Manicheva O.A., Teslov L.S. Protivoal'terativnaya aktivnost' preparatov iz rastenii semeistva kolokol'chikovykh // Problemy osvoeniya lekarstvennykh resursov Sibiri i Dal'nego Vostoka : tez. dokl. Vsesoyuz. konf. Novosibirsk : SO AMN, 1983. S. 174-175.

6. Barnaulov O.D., Limarenko A.Yu., Teslov L.S. Protivosudorozhnye svoistva preparatov iz nekotorykh vidov sem. Campanulaceae // Rastitel'nye resursy. 1983. T. 19, vyp. 1. S. 20-27.

7. Kim M-S., Kim K-H., Yook H-S. Antioxidative effects of Campanula takesimana Nakai extract // J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 2012. Vol. 41, № 10. PP. 1331-1337. doi: 10.3746/ jkfn.2012.41.10.1331

9. Rastitel'nye resursy SSSR: tsvetkovye rasteniya, ikh khimicheskii sostav, ispol'zovanie; semeistva Hippuridaceae-Lobeliaceae / otv. red. P.D. Sokolov. SPb. : Nauka. S.-Peterb. otd-nie, 1991. 200 s.

10. Teslov L.S. Sravnitel'noe izuchenie flavonoidnogo sostava vidov roda Campanula L. ryada Glomeratae Charadze iz sektsii Campanula // Rastitel'nye resursy. 1995. T. 36, vyp. 1. S. 44-52.

11. Teslov L.S. Sravnitel'noe izuchenie flavonoidnogo sostava vidov roda Campanula L. ryada Rapunculoides Charadze iz sektsii Campanula // Rastitel'nye resursy. 2000. T. 36, vyp. 1. S. 3-17.

12. Fomina T.I., Kukushkina T.A. Soderzhanie osnovnykh grupp biologicheski aktivnykh veshchestv v molodykh list'yakh vidov roda Campanula L. (Campanulaceae) // Rastitel'nye resursy. 2014. T. 50, vyp. 4. S. 135-141.

13. Fomina T.I., Kukushkina T.A. Soderzhanie osnovnykh grupp biologicheski aktivnykh veshchestv v nadzemnykh organakh vidov roda Campanula (Campanulaceae) // Rastitel'nyi mir Aziatskoi Rossii. 2015. № 2 (18). S. 39-44.

14. Kukushkina T.A., Zykov A.A., Obukhova L.A. Manzhetka obyknovennaya (Alchemilla vulgaris L.) kak istochnik lekarstvennykh sredstv // Aktual'nye problemy sozdaniya novykh lekarstvennykh preparatov prirodnogo proiskhozhdeniya : materialy VII Mezhdunar. s\"ezda. SPb. : Fitofarm, 2003. S. 64-69.

15. Belikov V.V., Shraiber M.S. Metody analiza flavonoidnykh soedinenii // Farmatsiya. 1970. № 1. S. 66-72.

16. Fedoseeva L.M. Izuchenie dubil'nykh veshchestv podzemnykh i nadzemnykh vegetativnykh organov badana tolstolistnogo (Bergenia crassifolia (L.) Fitsch.), proizrastayushchego na Altae // Khimiya rastitel'nogo syr'ya. 2005. № 2. S. 45-50.

17. Kiseleva A.V., Volkhonskaya T.A., Kiselev V.E. Biologicheski aktivnye veshchestva lekarstvennykh rastenii Yuzhnoi Sibiri / otv. red. A.G. Valutskaya. Novosibirsk : Nauka, 1991. 135 s.

18. Kriventsov V.I. Beskarbazol'nyi metod kolichestvennogo spektrofotometricheskogo opredeleniya pektinovykh veshchestv // Sbornik nauchnykh trudov Gosudarstvennogo Nikitskogo botanicheskogo sada. 1989. T. 109. S. 128-137.

19. Ermakov A.I., Arasimovich V.V., Yarosh N.P. Metody biokhimicheskogo issledovaniya rastenii / red. A.I. Ermakov. L. : Agropromizdat, 1987. 420 s.

20. Borisova P.I., Bulatova S.V., Bakhtenko E.Yu., Lapshin P.V. Fenol'nyi metabolizm sabel'nika bolotnogo (Comarum palustre L.) v svyazi s ekologo-tsenoticheskimi faktorami // Fenol'nye soedineniya: fundamental'nye i prikladnye aspekty / otv. red. N.V. Zagoskina, E.B. Burlakova; In-t fiziologii rastenii RAN. M. : Nauchnyi mir, 2010. S. 257-264.

21. Dzhumyrko S.F. Flavonoidy rastenii roda Campanula // Khimiya prirodnykh soedinenii. 1973. № 2. S. 273-274.

22. Anisimov M.M., Chirva V.Ya. O biologicheskoi roli triterpenovykh glikozidov // Uspekhi sovremennoi biologii. 1980. T. 90, vyp. 3 (6). S. 351-364.

23. Ovodov Yu.S. Sovremennye predstavleniya o pektinovykh veshchestvakh // Bioorganicheskaya khimiya. 2009. T. 35, № 3. S. 293-310.

Содержание биологически активных веществ в листьях некоторых видов рода Campanula L. (Campanulaceae)

Аннотация

Content of the major groups of biologically active substances in leaves of some Campanula species (Campanulaceae)

Abstract

События