В данной работе будет рассматриваться количественное определение берберина в плодах Барбариса обыкновенного про помощи фотоколориметрического анализа в приложении ColorGrab.
Ключевые слова: барбарис, берберин, фотоколориметрический анализ, ColorGrab.
This paper will look at the quantification of berberine in Common Berberis fruit using photocolorimetric analysis with ColorGrab.
Keywords: barberry, berberine, photocolorimetric analysis, ColorGrab.
Все части растения содержат алкалоиды, которых может быть до 2 % в травах и до 4 % в корнях. Состав алкалоидов очень сложен, их структура относится к различным подгруппам; производные изохинолина: алкалоиды протопина (аллокриптопин, протопин), алкалоиды протоберберина (коптозин, берберин и др.); алкалоиды бензофенантредина; сангвиритрин; алкалоиды бензофенантредина), сангвиритрин; алкалоиды бензофенантредина (сангвинарин, оксихелидонин, метоксихелидонин, хелеритрин, гомохелидонин, хелидонин и др.)
Барбарис известен как лекарственное растение с древних времен. Древние медики считали, что барбарис исцеляет и является противоядием. Если плоды барбариса заваривать как чай и пить в течение 3 дней, желчь выводится через рвоту, жажда, жар в желудке, печень облегчается, высокое кровяное давление нормализуется, кишечное кровотечение останавливается, сердце, печень, желудок укрепляются, геморрой излечивается. Отвар коры барбариса пьют при заболеваниях печени, мочевого пузыря и ревматизме. Его также используют при туберкулезе, дизентерии, геморрое, желтухе, водянке и высоком кровяном давлении. Чай из коры и листьев барбариса рекомендуется как тонизирующее, слабительное и антисептическое средство. Научная медицина приписывает барбарису антибактериальные, антиоксидантные, противовоспалительные, антиаритмические, седативные, желчегонные, противолейшманиозные и противомалярийные свойства, связанные с алкалоидом берберином. Экспериментальные исследования показали, что берберин, основной алкалоид корня барбариса, способствует распределению пигментов меланофоров в коже [1].
Берберин содержится в одном из доступных нам растений — барбарисе. Поэтому, если ягоды барбариса содержат берберин, то они должны обладать полезными свойствами для лечения различных заболеваний.
Количественное определение берберина в плодах барбариса обыкновенного
Мы исследовали влияние увеличения концентрации этанола на полноту извлечения алкалоидов из высушенных ягод барбариса. На графиках представлены данные для оценки зависимости практического выхода алкалоидов барбариса (мг/г) от типа экстрагента — этанола [2].
В качестве материала для исследования использовались высушенные ягоды барбариса обыкновенного. До исследования они хранились в сухом помещении в плотных бумажных пакетах [3].
В качестве экстрагента использовался этиловый спирт в различных концентрациях: 1 %, 10 %, 20 %, 30 %, 40 %, 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 %, 96,6 %.
После экстракции берберина был проведен фотоколориметрический анализ с использованием Color Grab. Он использовался для определения цветового отношения RGB (Таблица 1).
Таблица 1
Результаты, полученные с помощью приложения ColorGrab
№ колбы |
% экстрагента |
R |
G |
B |
1 |
10 |
176 |
172 |
123 |
2 |
20 |
179 |
172 |
98 |
3 |
30 |
178 |
174 |
73 |
4 |
40 |
180 |
179 |
54 |
5 |
50 |
179 |
183 |
50 |
6 |
60 |
175 |
182 |
0 |
7 |
70 |
181 |
180 |
0 |
8 |
80 |
176 |
177 |
21 |
9 |
90 |
171 |
174 |
42 |
10 |
96 |
174 |
175 |
37 |
Рис.1. Рис.2. Рис.3. Графики цветовых отношений RGB
Как можно видеть из представленных данных, содержание суммы алкалоидов, которое извлекается из сырья барбариса обыкновенного, увеличивается при повышении концентрации уксусной кислоты и достигает максимума при концентрации 70 %.; наблюдалась более насыщенная желтая окраска, которой и обладает берберин.
Нами изучено влияние времени нагревания на практический выход алкалоидов. Для этого были получены экстракты с использованием в качестве экстрагента 70 % этилового спирта. Полученные экстракты выдерживали на кипящей водяной бане в течение различного времени (максимально — два часа). Затем экстракты охлаждали в течение 10–15 мин. Результаты представлены на графиках ниже.
Рис.4. Рис.5. Рис.6. Графики цветовых отношений RGB
Результаты показывают, что содержание алкалоидов в конечном экстракте увеличивается с увеличением времени нагревания от 15 минут до 60 минут и достигает максимального значения. Последующее нагревание практически не влияет на экстракцию алкалоидов из корней барбариса. Поэтому для получения экстрактов с максимальным содержанием алкалоидов рекомендуется нагревание в течение 1 ч.
Для количественного определения берберина был подготовлен калибровочный график для препарата (препарат подщелачивали содой, подкисляли и экстрагировали спиртом). Для этого определенное количество препарата, содержащего сульфат берберина, растворяли в дистиллированной воде [4]. Аналогичным образом был проведен фотоколориметрический анализ в приложении ColorGrab и получены результаты, приведенные в таблице.
На основе этих данных для каждого цвета RGB были построены калибровочные кривые для количественного определения берберина.
Таблица 2
Результаты, полученные при помощи приложения ColorGrab
№ колбы |
С берберина мг/мл |
R |
G |
B |
1 |
0,2 |
172 |
157 |
32 |
2 |
0,4 |
174 |
160 |
0 |
3 |
0,6 |
176 |
161 |
0 |
4 |
0,8 |
177 |
167 |
0 |
5 |
1,0 |
177 |
166 |
0 |
6 |
1,2 |
179 |
161 |
0 |
7 |
1,4 |
180 |
166 |
0 |
8 |
1,6 |
179 |
174 |
0 |
9 |
1,8 |
183 |
174 |
0 |
10 |
2,0 |
182 |
179 |
0 |
Рис.7. Рис.8. Рис.9. Графики цветовых отношений RGB
Из анализа всех 3 диаграмм можно сделать вывод, что из 0,5 г берберина можно извлечь ~2 мг берберина.
Заключение
В настоящее время лекарственные растения пользуются большим спросом. Их широко применяют не только в медицине, но и в других отраслях промышленности: пищевой, кондитерской, консервной, ликёро-водочной, парфюмерной, лакокрасочной. Лекарственное растительное сырье составляют преимущественно высушенные части растения, не подвергнутые химической переработке. Это почки, кора, цветки, листья, трава, плоды, семена, корни, корневища, корневища вместе с корнями, луковицы, клубни [5]. Полезные свойства обусловлены наличием алкалоидов в растениях. Барбарис нередко отдает некой горчинкой. Это обусловлено тем, что все части барбариса содержат алкалоиды, в основном берберин (до 0,5 %), который обладает массой полезных свойств [6].
Таким образом, на основе проведенных исследований, были сделаны следующие выводы:
1) оптимальной концентрацией этанола, с помощью которого было проведено экстрагирование, является 70 % раствор экстрагента, оптимальное время нагревания — 1 час.
2) количественное определение с помощью приложения Color Grab показало, что из 0,5 г сушеных ягод барбариса удалось извлечь ~2 мг теобромина, что составляет 0,4 %.
Литература:
- Джалилов Д. Р., Горяев М. И., Круглыхина Г. К. Исследование алкалоидов, выделенных из растения Berberis iliensis семейства Berberidaseae // Изв. АН КазССР.-1963.- вып. 3, С. 15
- Гринкевич Н. И., Сафронич Л. Н. Химический анализ лекарственных растений: Учеб. пособие для фармацевтических вузов. — М.: 1983.
- Правила сбора и сушки лекарственных растений (Сборник инструкций).М.: Медицина, 1985.
- Ананичев А. В., Степаненко О. Б. и др. Колориметрическое определение берберина// Хим. фарм. журнал.- 1987. — № 1. — С. 37–39.
- Arnold Brossi. The Alkaloids: Chemistry and Pharmacology, Volume 23. -Academic Press, 2006
- Manfred Hesse. Alkaloids. Nature’s Curse or Blessing. -Wiley-VCH, 2002.