Изучение жирнокислотного состава и противораковой активности экстрактов амаранта amaranthus viridis (на основе сырья Вьетнама)



Амарант относится к числу культур универсального использования, включающее пищевое, кормовое, лекарственное, техническое, декоративное применение. Перспективно использование амаранта в медицине в качестве противовоспалительного, кровоостанавливающего, мочегонного, антибактериального средства, а также при онкологических заболеваниях. Амарант является источником ценных биологически активных соединений, которые могут найти применение в различных областях народного хозяйства (Магомедов, 2002; Чиркова, 1999; Шмалько, 2008; Железков, 2005).

Растения семейства амарантовых (Amaranthaceae) содержат высокое содержание белка, сбалансированного по аминокислотному составу, масла сквалена, пектина, красящих пигментов, витаминов, особенно витамина С и других физиологически активных веществ, а также высокой биологической продуктивностью.

Внимание к амаранту в мире было обращено сравнительно недавно. В 1980 году Национальной академией наук Соединенных Штатов была опубликована первая статья об амаранте, показавшая, что растение содержит большое количество питательных веществ. Поэтому амарант считается потенциальным источником пищи. Ведущим центром по селекции культуры амаранта в России рекомендуются 23 сорта амаранта для получения ценных пищевых, декоративных и лекарственных продуктов (Чиркова, 1992).

В настоящее время амарант продолжает привлекать повышенное внимание исследователей в качестве источника для получения биологически активных веществ с большим содержанием витамина Е, белков, жирных кислот, незаменимых аминокислот и особенно сквалена. Семена амаранта в виде крупы или муки, имеющей запах ореха, могут быть использованы как пищевые добавки для производства многих диетических продуктов: каш, хлебобулочных, макаронных и кондитерских изделий. Указанная продукция полезна для больных сердечно-сосудистыми заболеваниями и раком, для работающих в экологически вредных условиях, а также для всех желающих укрепить свое здоровье. Амарант широко распространен во Вьетнаме, используется во многих блюдах восточной кухни. Однако биохимический состав и биологически активные свойства данного растения и продуктов его переработки изучены не в полной мере.

Учитывая вышеизложенное, целью исследований являлось изучение жирнокислотного состава н-гексанового экстракта амаранта и противораковой активности н-гексанового, этилацетатного и метанольного экстрактов.

Объекты иметоды исследования

Объекты исследования Вкачестве объекта исследования было выбрано растение амаранта белосемянного сорта Amaranthus viridis L., выращенное в провинции Хынгйен во Вьетнаме в 2015 г. Видовая принадлежность растения определена доктором Нгуен Тхе Кыонгом (Институт экологии и биологического ресурса ВАНТ). Ваучерный образец A. viridis (AV-1) был депонирован в гербарий института морской биохимии ВАНТ, Вьетнам.

Подготовка растительного сырья иэкстрактов Высушенные и измельченные растения амаранта A. viridis (1 кг) трехкратно экстрагировали при комнатной температуре метанолом (1 × 3 л). Сконцентрированный под вакуумом экстракт (29.3 г) суспендировали в воде и экстрагировали сначала с гексаном, а затем с этилацетатом. Полученные экстракты выпаривали под вакуумом. В результате были получены 9.7 г, 10.5 г и 8.5 г гексанового, этилацетатного и метанольного экстрактов, соответственно.

Определение жирнокислотного состава н-гексанового экстракта. Жирнокислотный состав н-гексанового экстракта определяли согласно ГОСТ 30418–96, основанном на превращении триглицеридов жирных кислот в метиловые (этиловые) эфиры жирных кислот и газохроматографическом анализе последних.

Проверка противораковой активности Исследование цитотоксичности экстрактов проводилось в соответствии с методиками, широко распространенных во многих лабораториях (Skehan et al., 1991; Likhitaywuid et al., 1993).

Результаты исследования иобсуждения

Жирнокислотный состав н-гексанового экстракта Компонентный состав липидов различных видов амаранта, выращенных в разных странах, был изучен многими исследователями (Ayorinde et al., 1989; Као идр., 2015). Результаты анализов весьма различны. Установлено, что количественный и качественный жирнокислотный состав амаранта зависит от самого сорта амаранта, климатических условий, способа экстракции и растворителя. С использованием метода ГХ/МС нами идентифицировано 9 жирных кислот в гексановом экстракте (Табл. 1).

Таблица 1

Жирнокислотный состав н-гексанового экстракта амаранта A. viridis

№	Упрощенное обозначение	Систематическое название	Тривиальное название	Содержание,%
Насыщенные кислоты, %				50.93
1	14:0	Тетрадекановая кислота	Миристиновая кислота	0.31
2	15:0	Пентадекановая кислота	-	5.08
3	16:0	Гексадекановая кислота	Пальмитиновая кислота	34.94
4	18:0	Октадекановая кислота	Стеариновая кислота	7.14
5	22:0	Докозановая кислота	Бегеновая кислота	2.73
6	23:0	Трикозановая кислота	-	0.15
7	24:0	Тетракозановая кислота	Лигноцериновая кислота	0.58
Ненасыщенные кислоты, %				49.97
8	18:2n-6	9,12-октадекадиеновая кислота	Линолевая кислота	11.90
9	18:3n-3	9,12,15-октадекатриеновая кислота	α-линоленовая кислота	37.17

Сумма насыщенных жирных кислот составляла 50.97 % с доминированием пальмитиновой (34.94 %). Пальмитиновая кислота распространена в природе, входит в состав глицеридов большинства животных жиров и растительных масел. Пальмитиновую кислоту используют в производстве стеарина (смесь со стеариновой кислотой), напалма, моющих и косметических средств, смазочных масел и пластификаторов. В амаранте содержится небольшое количество миристиновой кислоты (0.31 %), трикозановой кислоты (0.13 %) и лигноцериновой кислоты (0.58 %). Сумма ненасыщенных жирных кислот составляла 49.97 % с преобладаем α-линолевой (37.17 %). Содержание линолевой кислоты в гексановом экстракте тоже значительно (11.90 %). В медицинском аспекте наиболее важны линолевая и линоленовая кислоты, превращающиеся в организме в арахидоновую кислоту, участвующую под действием циклооксигеназы в образовании простогландинов и тромбоксаниов, а липооксигеназы — лейкотриенов, улучшающие проницаемость сосудов, способствующие сокращению гладких мышц внутренних органов и проявляющие миотропное действие. Их содержание в гексановом экстракте играет большую роль при дальнейшем использовании амаранта как источника биологически активных жирных кислот.

Цитотоксичность амарантовых экстрактов Открытие и исследование новых природных нетоксичных и малотоксичных соединений с избирательным терапевтическим действием, в том числе, способных избирательно уничтожать раковые клетки является важным направлением в химиотерапии рака. Благодаря широкому спектру биологической активности и подтвержденной на животных моделях низкой токсичности, некоторые натуральные продукты могут быть рекомендованы к использованию в качестве альтернативных методов лечения рака. Многие противоопухолевые препараты, были получены из природных соединений. В связи с этим, в данной работе мы проверяли противораковую активность амарантовых экстрактов: н-гексанового, этилацетатного и метанольного. Результаты представлены в таблице 2.

Таблица 2

Цитотоксичность амарантовых экстрактов

Номер	Экстракт	IC50(г/мл)
		KB	HepG2	Lu	MCF7
1	MeOH	81.25	66.28	89.2	24.42
2	н-гексан	110.93	77.2	>128	96.74
3	EA	>128	75.49	>128	>128
	Ellipticine	0.31	0.38	0.41	0.34

Как следует из таблицы 2, метанольный экстракт ингибирует рост четырех линий клеток человека KB, HepG2, Lu, MCF7 со значениями IC₅₀ (мг/мл): 81.25, 66.82, 89.2 и 24.42, соответственно. Этилацетатный экстракт ингибирует рост клеточной линии HepG2; н-гексановый экстракт обладает противоопухолевой активностью по отношению к трем клеточным линиям: КВ (IC₅₀ 110.93 мг/мл), HepG2 (IC₅₀ 77.2 мг/мл) и MCF7 (IC₅₀ 96.74 мг/мл).

Выводы

В ходе исследований нами был изучен жирнокислотный состав н-гексанового экстракта амаранта и проанализирована цитотокчичность н-гексанового, этилацетатного и метанольного экстрактов амаранта. Установлено, что в амаранте содержится большое количество жирных кислот, в том числе ненасыщенных (α-линоленовая кислота, линолевая кислота) и насыщенных жирных кислот (пальмитиновая кислота). Следовательно, амарант может рассматриваться как источник биологически жирных кислот. Все экстракты обладают противораковой активностью по отношению к различным клеточным линиям человека. Более углубленное изучение биохимического состава амаранта и продуктов его переработки является предметом дальнейших исследований.

Благодарность: Работа выполнена при поддержке гранта БРФФИ-ВАНТ в рамках сотрудничества Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований и Вьетнамской академии науки и технологии, код проекта VAST.HTQT.Belarus.01/16–17.

Литература:

1. Ayorinde F. O. et al. (1989). Determination of fatty acid composition of Amaranthus species. Journal of the American Oil Chemistry Society, 66, 1812–1814.
2. Likhitayawuid K., Angerhofer C. K., et al (1993). Cytotoxic and antimalarial bisbenzylisoquinoline alkaloids from Sephania erecta. J. Nat. Prod., 56 (1), 30–38.
3. Skehan P., Storeng R., et al (1991). New colorimetric cytotoxicity assay for anticancer agents. Eur. J. Cancer., 27, 1162–1168.
4. Teutonico R. A. & Knorr D. (1985). Amaranth composition, properties and applications of a rediscovered food crop. Food Technology, 52, 49–60.
5. ГОСТ 30418–96 (1996). Растительные масла. Метод определения жирнокислотного состава.
6. Магомедов И. М. (2002). Комплексная переработка зерна амаранта на масло, белковый концентрат, крахмал и сквален. II Всероссийская конференция Химия и технология растительных веществ, Казань, 24–27 июня, 126.
7. Чиркова Т. В. (1999). Амарант — культура XXI века. Соросовский образовательный журнал, № 10, С. 22–27.
8. Шмалько Н. А., Камарова Ю. Ю., Чалова И. А. (2008). Белковые продукты из семян амаранта. Фундаментальные исследования, № 10, 63–64.
9. Железков А. В. (2005). Амарант — хлеб, зрелище и лекарство. Химия и жизнь, 6, 56–61.
10. Као Тхи Хуе, Нгуен Тхи Минь Ханг, Ле Нгуен Тхань, Е. В. Спиридович, Е. И. Алексеева, Нгуен Ван Хунг (2015). Изучение биохимического состава зерна амаранта (на основе сырья Вьетнама). Вестник Астраханского государственного технического университет, 1 (59), 12–18.