Исследование полифенольного комплекса и иридоидных гликозидов в различных сортах плодов жимолости съедобной Lonicera edulis Turcz. ex Freyn

• Перова Ирина Борисовна
• Рылина Елена Валерьевна
• Эллер Константин Исаакович
• Акимов Михаил Юрьевич

Резюме

Высокое содержание минорных биологически активных веществ в плодах дикорастущих и культивируемых сортов жимолости наряду с малой изученностью химического состава отечественных сортов обусловливает актуальность проведения исследования их качественного и количественного состава.

Целью работы было исследование подробного состава основных групп биологически активных полифенольных соединений [антоцианины, флавоноиды, гидроксикоричные кислоты (ГКК), проантоцианидины] и иридоидов в различных сортах отечественных плодов жимолости съедобной (Lonicera edulis Turcz. ex Freyn).

Материал и методы. Исследовано 15 образцов замороженных плодов жимолости съедобной, собранных в Тамбовской, Воронежской, Московской областях и Карелии. Суммарное содержание полифенольных соединений в пересчете на галловую кислоту определяли модифицированным методом Фолина-Чокальтеу, суммарное содержание мономерных антоцианинов в пересчете на цианидин-3-глюкозид - методом рН-дифференциальной спектрофотометрии, проантоцианидинов в пересчете на процианидин В₂ - модифицированным методом Бейта-Смита. Профили антоцианинов, иридоидов, флавоноидов и ГКК определяли с помощью коэффективной жидкостной хроматографии со спектрофотометрическим детектором на диодной матрице и времяпролетным масс-спектрометрическим детектором. Определены профиль углеводов методом капиллярного электрофореза и антирадикальная активность в DPPH-тесте in vitro.

Результаты и обсуждение. Основными группами полифенольных соединений были антоцианины и проантоцианидины. Содержание антоцианинов варьировало от 162,2 до 622,2 мг на 100 г, проантоцианидинов - от 498,3 до 1804,0 мг на 100 г свежих плодов. Среди антоцианинов преобладал цианидин-3-глюкозид (>85% суммы антоцианинов). В исследованных плодах жимолости обнаружено значительное количество иридоидов (от 78,0 до 341,8 мг/100 г), среди которых преобладали логаниновая кислота и логанин. Суммарное содержание флавоноидов варьировало в диапазоне 9,2-46,6 мг/100 г, основным из них был рутин. Среди ГКК преобладала хлорогеновая кислота, на долю которой приходилось 85,7-90,4% суммы ГКК (45,9-79,8 мг/100 г). Обнаружена корреляция между количеством полифенольных соединений и антирадикальными свойствами плодов жимолости в DPPH-тесте.

Заключение. На основании результатов исследования были впервые определены наиболее перспективные сорта жимолости с точки зрения содержания полифенольных антиоксидантов и иридоидов, обладающих потенциальной противовоспалительной, гипогликемической, гиполипидемической, противомикробной и другими видами биологической активности.

Ключевые слова:жимолость съедобная (Lonicera edulis Turcz. ex Freyn), антоцианины, иридоиды, проантоцианидины, флавоноиды, хлорогеновая кислота

Важным аспектом здорового образа жизни и профилактики заболеваний населения алиментарной природы является сбалансированное питание с использованием местных сырьевых ресурсов, особенно дикорастущих и культивируемых плодов, содержащих помимо макрокомпонентов значительное количество минорных биологически активных веществ (БАВ). В настоящей работе оценены перспективы использования плодов жимолости съедобной в качестве потенциально богатого и коммерчески доступного источника БАВ.

Жимолость съедобная Lonicera edulis Turcz. ex Freyn [синоним Lonicera caerulea ssp. edulis (Turcz. & Freyn) Hulten] - декоративный листопадный кустарник семейства Жимолостные Caprifoliaceae с плодами синего цвета типа сочной ягоды. Благодаря своей неприхотливости, морозоустойчивости, а также устойчивости к болезням и вредителям широко культивируется в средней полосе России, в Сибири, на Урале, в Приморском крае. Так, в 2019 г в Государственном реестре селекционных достижений РФ зарегистрировано 120 сортов жимолости, выведенных в различных регионах России.

Плоды жимолости употребляются в пищу как в свежем виде, так и в виде соков, компотов, варенья, джемов и др. В свежем виде плоды жимолости хранятся в течение 2-8 дней. Промышленная переработка свежего сырья жимолости в России ограничивается недостаточной изученностью химического состава и технологических свойств.

За последние 15 лет значительно возрос интерес отечественных и зарубежных ученых как к химическому составу, так и к потенциальному биологическому действию плодов жимолости. Показана выраженная противовоспалительная активность, способность ингибировать перекисное окисление липидов клеточных мембран, гасить свободные радикалы, эффективно защищать клетки от повреждений, вызванных ультрафиолетовыми (УФ-А и УФ-В) излучениями [1, 2]. Отмечена гепатопротекторная активность экстракта плодов жимолости, проявляющаяся, в частности, в снижении общего содержания липидов и восстановлении активности ферментов печени [3]. Выявлено бактерицидное действие более чем на 10 штаммов патогенных микроорганизмов, в том числе стрептококков групп А, В и G, пневмококков, коринебактерий дифтерии, и бактериостатическое действие, в том числе на менингококки и Helicobacter pylori [4]. Высокую биологическую ценность жимолости связывают с наличием в плодах различных классов полифенольных соединений [антоцианинов, проантоцианидинов, катехинов, флавонолов и флавонов, гидроксикоричных кислот (ГКК) и др.], иридоидных гликозидов, аскорбиновой кислоты, пектинов [2, 4-10]. Следует отметить, что химический состав плодов жимолости отечественных сортов сравнительно мало изучен, что обусловливает актуальность проведения исследования качественного и количественного состава БАВ жимолости.

Цель данной работы - изучение содержания и состава полифенольных соединений (антоцианинов, проантоцианидинов, флавонолов и флавонов, ГКК) и иридоидных гликозидов различных сортов плодов жимолости съедобной, произрастающей в средней и черноземной полосах европейской части России.

Материал и методы

Исследовано 15 образцов замороженных свежесобранных плодов жимолости съедобной (табл. 1).

При проведении исследований использовали спектрофотометр Shimadzu "UV-1800" (Shimadzu Corporation, Япония) с диапазоном длин волн 190-1100 нм, систему жидкостной хроматографии Agilent 1100 (Agilent Technologies, США) со спектрофотометрическим детектором на диодной матрице (ДМД), времяпролетным (ВЭЖХ-ВП-МС) и тройным квадрупольным масс-спектрометрическим детектором (ВЭЖХ-МС/МС), систему капиллярного электрофореза Agilent 7100 (Agilent Technologies, США) с ДМД. В качестве стандартных образцов были использованы коммерчески доступные индивидуальные вещества: процианидин В₂ (>90%, INDOFINE Chemical Company), рутин (>94%, Sigma), гиперозид (>95%, HWI ANALYTIK GMBH), изокверцитрин (>94%, HWI ANALYTIK GMBH), лютеолин-7-глюкозид (>98%, Extrasynthese), кемпферол-3-глюкозид (>95%, PhytoLab), логанин (>97,0%, Sigma), хлорогеновая кислота (>95%, Sigma), кофейная кислота (>98%, Sigma), фруктоза (>99%, Sigma), глюкоза (>99,5%, Sigma), сорбит (>98%, Sigma), галловая кислота (>99%, Sigma-Aldrich), тролокс (>97%, Aldrich).

Суммарное содержание полифенольных соединений (ПФ) в пересчете на галловую кислоту оценивали модифицированным методом Фолина-Чокальтеу [11], проантоцианидинов в пересчете на процианидин В₂ - модифицированным методом Бейта-Смита [11], суммарное содержание мономерных антоцианинов в пересчете на цианидин-3-глюкозид - методом рН-дифференциальной спектрофотометрии [11]. Определение профиля антоцианинов, флавоноидов, ГКК, иридоидов проводили с помощью оригинальных разработанных ВЭЖХ-методик [12-14]. Содержание и состав моно- и дисахаридов определяли методом капиллярного электрофореза [14]. Оценку антирадикальных свойств в DPPH-тесте in vitro проводили по методике, приведенной ранее [15].

Результаты и обсуждение

Антоцианины. Количество антоцианинов в плодах жимолости варьировало от 162,2 до 622,2 мг/100 г (табл. 2), при этом в 9 из изученных 15 образцов количество антоцианинов превышало 300 мг/100 г. Полученные результаты позволяют поставить жимолость в один ряд с такими традиционными источниками антоцианинов, как черника (332-807 мг/100 г), арония (447-1480 мг/ 100 г), бузина черная (106-1374 мг/100 г) [2, 8, 16, 17]. Для сравнения образцы свежих плодов жимолости съедобной, заготовленные в Польше, содержали всего 96,3-235,4 мг/100 г антоцианинов [18].

Состав антоциановых пигментов определяли методом обращенно-фазовой ВЭЖХ с онлайн ДМД- и МС-детектированием по методике, разработанной ранее для анализа индивидуальных антоцианинов в плодах кизила обыкновенного [14]. Коэффициенты емкости, максимумы поглощения в УФ- и видимой области спектра, детектируемые массы антоцианинов жимолости представлены в табл. 3.

Типичная хроматограмма антоцианинов жимолости съедобной изображена на рис. 1. Профиль антоцианинов жимолости представлен гликозидами цианидина, основным из которых во всех образцах является цианидин-3-глюкозид (75,9-88,3% суммы антоцианинов) - антоцианиновый маркер плодов данного вида (табл. 4). Идентифицированы минорные антоцианины: цианидин-3-рутинозид (4,3-10,4%), цианидин-3,5-диглюкозид (1,1-6,1%), пеонидин-3-глюкозид (1,1-5,2%), пеонидин-3,5-диглюкозид (0,3-1,4%), пеларгонидин-3-глюкозид (0,2-3,0%) и пеонидин-3-рутинозид (0-1,0%).

Проантоцианидины. Содержание проантоцианидинов в плодах жимолости варьировало в широком диапазоне: от 498,3 до 1804,0 мг/100 г (см. табл. 2). При этом в 11 из 15 исследуемых образцов накапливалось больше 1% проантоцианидинов. Согласно данным литературы, в плодах жимолости, заготовленных в различных регионах России (от Карелии до Курильских островов), было найдено меньшее количество проантоцианидинов (252694 мг/100 г), как и в образцах жимолости съедобной из Словакии (470-616 мг/100 г) [2].

Флавоноиды. Содержание и состав флавоноидов в плодах жимолости исследовали методом ВЭЖХ-ДМД-МС-TOF по методике, разработанной ранее для анализа флавоноидов в траве пустырника [13]. Типичная ВЭЖХ-УФ-хроматограмма флавоноидов плодов жимолости изображена на рис. 2.

Коэффициент емкости, максимумы поглощения в УФ-области и детектируемые массы флавоноидов ягод жимолости представлены в табл. 5.

Профиль флавоноидов в плодах жимолости представлен главным образом флавонольными гликозидами - преимущественно производными кверцетина, а также изорамнетина и кемпферола. Основным флавонольным гликозидом во всех образцах был рутин, содержание которого составило 6,2-30,5 мг/100 г (табл. 6).

Максимальное количество рутина обнаружено в образцах № 14 и 15. По данным литературы, приблизительно такое же количество рутина содержалось в плодах жимолости съедобной (13-41 мг/100 г) и некоторых других видов рода Жимолость, произрастающих в Словакии (27-48 мг/100 г) [2]. В плодах жимолости голубой, заготовленных в Украине, также были обнаружены флавоновые гликозиды - 7-глюкозид (8,2-10,3 мг/100 г) и 7-рутинозид лютеолина [2]. В исследованных нами образцах содержание лютеолин-7-глюкозида было существенно ниже (0,7 мг/100 г и менее), а лютеолин-7-рутинозид отсутствовал. Суммарное содержание флавоноидов в изученных образцах составило 9,2-46,6 мг/100 г Гидроксикоричные кислоты. Типичный профиль ГКК плодов жимолости отражен на рис. 3.

Среди ГКК во всех образцах преобладала хлороге-новая кислота, также обнаружены неохлорогеновая и кофейная кислоты. Результаты количественного определения ГКК представлены в табл. 7.

Суммарное содержание ГКК варьировало от 16,3 мг/ 100 г в образце № 13 до 79,8 мг/100 г в образце № 12 со значительным преобладанием хлорогеновой кислоты (от 85,7 до 90,4% общего содержания).

Иридоиды. Для идентификации и количественного определения иридоидов была использована методика ВЭЖХ с УФ- и МС-детектированием, разработанная нами ранее для анализа иридоидов этого класса в листьях вахты трехлистной и плодах кизила обыкновенного [13, 14]. В исследованных плодах жимолости съедобной идентифицированы С10-иридоидные гликозиды логанинового типа (логаниновая кислота, логанин) и секоиридоиды (секологанин, сверозид) (рис. 4). Иридоиды данного типа были обнаружены в плодах других видов рода жимолость [5-7, 9]. Данные о составе иридоидов жимолости съедобной в литературе отсутствуют.

Параметры удерживания, максимумы поглощения в УФ-области и детектируемые массы иридоидов представлены в табл. 8.

Спектрофотометрическое детектирование иридоидов при ВЭЖХ-анализе проводили при длине волны 235±2 нм, соответствующей основному максимуму поглощения данного класса иридоидов в УФ-области (рис. 5). ВЭЖХ-МС-хроматограмма выделенных ионов [M + Na] + иридоидов плодов жимолости голубой представлена на рис. 6.

Результаты количественного определения иридоидов в образцах плодов жимолости голубой представлены в табл. 9.

Во всех образцах обнаружены значительные количества логаниновой кислоты (33,6-197,0 мг/100 г) и логанина (14,0-134,7 мг/100 г). Содержание сверозида варьировало от 0,9 до 11,0 мг/100 г Иридоидный состав образцов № 1-11 относительно богаче: идентифицированы также секологанин (5,0-28,6 мг/100 г) и вещество, изомерное логанину (на основании совпадения УФ-и масс-спектров) (23,1-89,0 мг/100 г). Суммарное содержание иридоидов в плодах жимолости голубой составило от 78,0 в образцах № 8 и 9 до 341,8 мг/100 г в образце № 2.

Профиль углеводов. Электрофореграмма сахаров плодов жимолости голубой представлена на рис. 7.

Результаты количественного определения моносахаридов и многоатомного спирта сорбита в жимолости голубой представлены в табл. 10.

Во всех исследованных образцах найдены фруктоза в количестве 2,73-4,96%, глюкоза - 2,80-5,36% и сорбит - 0,06-2,12%. Соотношение глюкоза/фруктоза в образцах составило 0,99-1,10. Сахароза в исследованных образцах не обнаружена.

Полифенольные соединения и антирадикальная активность. Общее содержание полифенольных соединений, а также результаты исследования плодов жимолости на антирадикальные свойства в DPPH-тесте in vitro приведены в табл. 11.

Как видно из табл. 11, содержание полифенольных соединений в пересчете на галловую кислоту варьировало от 508,8 мг/100 г в образце № 13 до 927,0 мг/100 г в образце № 3. В сортах жимолости голубой российского происхождения, культивируемых в Чехии, сумма полифенольных соединений находилась в похожем диапазоне - 575-903 мг/100 г свежих плодов [10].

Антирадикальная активность плодов жимолости варьировала от 503,8 мг ТЭ/100 г свежих плодов в образце № 5 до 1197,5 мг ТЭ/100 г свежих плодов в образце № 3. При этом прослеживается четкая зависимость между общим содержанием полифенольных соединений, накоплением в первую очередь преобладающих классов полифенольных соединений - антоцианинов и проантоцианидинов, в меньшей степени флавоноидов и ГКК и выраженностью антирадикальных свойств изученных плодов жимолости в DPPH-тесте in vitro. В то же время корреляции между содержанием иридоидов и антирадикальной активностью плодов жимолости нами отмечено не было.

Заключение

Впервые подробно изучен полифенольный комплекс и профиль иридоидов плодов жимолости съедобной, произрастающей в различных регионах России. Полученные данные позволяют отнести жимолость к перспективным источникам вышеперечисленных минорных БАВ, особенно антоцианинов, проантоцианидинов и иридоидов, которые редко присутствуют в других видах плодов в столь существенном количестве и которые обладают целым рядом потенциально полезных для здоровья свойств. Широкое распространение на всей территории России, легкость выращивания, раннее созревание в сочетании с высоким содержанием БАВ делают целесообразным использование плодов жимолости в качестве сырья при производстве пищевых продуктов профилактической направленности и биологически активных добавок к пище. К перспективным источникам антоцианинов и проантоцианидинов относятся плоды жимолости Синичка, Юбилейная, Берель, Голубое веретено, Признание, Памяти Куминова, иридоидов - Голубое веретено, Юбилейная, Синичка, Леня, Берель.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие конфликта интересов.

Литература

1. Bonarska-Kujawa D., Pruchnik H., Cyboran S. Biophysical mechanism of the protective effect of blue honeysuckle (Lonicera caeru-lea L. var. kamtschatica Sevast.) polyphenols extracts against lipid peroxidation of erythrocyte and lipid membranes // J. Membrane Biol. 2014. Vol. 247. P. 611-625.

2. Jurikova T., Rop O., Mlcek J. et al. Phenolic profile of edible honeysuckle berries (genus Lonicera) and their biological effects // Molecules. 2012. Vol. 17. P. 61-79.

3. Фоменко С.Е., Кушнерова Н.Ф., Спрыгин В.Г., Момот Т.В. Гепатопротекторная активность экстракта из ягод жимолости при интоксикации четыреххлористым углеродом у крыс // Экспериментальная и клиническая фармакология. 2014. Vol. 77, N 10. P. 26-30.

4. Kula M., Majdan M., Radwanska A. et al. Chemical composition and biological activity of the fruits from Lonicera caerulea var. edulis "Wojtek" // AJMP (Academia Journal of Medicinal Plants). 2013. Vol. 1, N 8. P. 141-148.

5. Dinda B., Chowdhury D. R., Mohanta B.C. Naturally occurring iridoids, secoiridoids and their bioactivity. An updated review, part 3 // Chem. Pharm. Bull. 2009. Vol. 57, N 8. P. 765-796.

6. Ren M.-T., Chen J., Song Y. et al. Identification and quantification of 32 bioactive compounds in Lonicera species by high performance liquid chromatography coupled with time-of-flight mass spectrometry // J. Pharm. Biomed. Anal. 2008. Vol. 48. P. 1351-1360.

7. Whitehead S.R., Bowers M.D. Iridoid and secoiridoid glycosides in a hybrid complex of bush honeysuckles (Lonicera spp., Caprifolica-ceae): Implications for evolutionary ecology and invasion biology // Phytochemistry. 2013. Vol. 86. P. 57-63.

8. Wu X., Gu L., Prior R.L. et al. Characterization of anthocyanins and proanthocyanidins in some cultivars of Ribes, Aronia, and Sambucus and their antioxidant capacity // J. Agric. Food Chem. 2004. Vol. 52. P. 7846-7856.

9. Ye J., Su J., Chen K. et al. Comparative investigation on chemical constituents of flower bud, stem and leaf of Lonicera japonica Thunb. by HPLC-DAD-ESI-MS/MS and GC-MS // J. Anal. Chem. 2014. Vol. 69, N 8. P. 777-784.

10. Rop O., Reznicek V. Mlcek J. et al. Antioxidant and radical oxygen species scavenging activities of 12 cultivars of blue honeysuckle fruit // Hort. Sci. (Prague). 2011. Vol. 38, N 2. P. 63-70.

11. Методы анализа минорных биологически активных веществ пищи / под ред. В.А. Тутельяна, К.И. Эллера. М. : Династия, 2010. С. 28-41.

12. Жогова А.А., Перова И.Б., Самылина И.А., Эллер К.И., Раменская Г.В. Идентификация и количественное определение основных биологически активных веществ травы пустырника с помощью ВЭЖХ-масс-спектрометрии // Хим.-фарм. журн. 2014. Т. 48, № 7. С. 54-59.

13. Жогова А.А., Самылина И.А., Эллер К.И. Изучение иридоидов в листьях вахты трехлистной // Фармация. 2013. № 6. С. 17-20.

14. Перова И.Б., Жогова А.А., Полякова А.В.. Эллер К.И., Раменская Г.В., Самылина И.А. Биологически активные вещества плодов кизила обыкновенного Cornus mas L. // Вопр. питания. 2014. Т. 83, № 5. С. 86-93.

15. Bondet V., Brand-Williams W., Berset C. Kinetics and mechanisms of antioxidant activity using the DPPH free radical method // Leb-ensm. Wiss. Technol. 1997. Vol. 30. P. 609-615.

16. Перова И.Б. Исследование содержания и специфического профиля антоцианинов лекарственного растительного сырья : автореф. дис. ... канд. фармац. наук. М., 2015.

17. Lee J., Finn C.E. Anthocyanins and other polyphenolics in American elderberry (Sambucus canadensis) and European elderberry (S. nigra) cultivars // J. Sci. Food Agric. 2007. Vol. 87. P. 26652675.

18. Malodobry M., Bieniasz M., Dziedzic E. Evaluation of the yield and some components in the fruit of blue honeysuckle (Lonicera caerulea var. edulis Turcz. Freyn.) // Folia Horticulturae Ann. 2010. Vol. 22, N 1. P. 45-50.

Материалы данного сайта распространяются на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License («Атрибуция - Всемирная»)