vestibИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия биологических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Biological Series1029-89402524-230XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1029-8940-2020-65-4-402-411vestib-704Research ArticleСтатьиВлияние параметров экстракции на выход флавоноидов из листьев воробейника лекарственного (Lithospermum officinale L.)The influence of extraction parameters on the output of flavonoids from littlewale (Lithospermum officinale L.)АдамцевичН. Ю.AdamtsevichN. Yu.

Адамцевич Наталья Юрьевна - аспирант.

Ул. Свердлова, 13а, 220006, Минск

Natallia Yu. Adamtsevich - Postgraduate student.

13a, Sverdlov Str., 220006, Minsk

natallia.adamtsevich@mail.ruБолтовскийВ. С.BoltovskiyV. S.

Болтовский Валерий Станиславович - доктор технических наук, доцент, профессор.

Valeriy S. Boltovskiy - D. Sc. (Engineering), Assistant Professor, Professor.

13a, Sverdlov Str., 220006, Minsk

v-boltovsky@mail.ruТитокВ. В.TitokV. V.

Титок Владимир Владимирович - член-корреспондент, доктор биологических наук, доцент, директор.

Ул. Сурганова, 2в, 220012, Минск

Vladimir V. Titok - Corresponding Member, D. Sc. (Biol.), Assistant Professor, Director.

2v, Surganov Str., 220012, Minsk

V.Titok@cbg.org.byБелорусский государственный технологический университетBelarusian State Technological UniversityЦентральный ботанический сад, НАН БеларусиCentral Botanical Garden, National Academy of Sciences of Belarus202005112020654402411Copyright © Адамцевич Н.Ю., Болтовский В.С., Титок В.В., 20202020Адамцевич Н.Ю., Болтовский В.С., Титок В.В.Adamtsevich N.Y., Boltovskiy V.S., Titok V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestibio.belnauka.by/jour/article/view/704

Воробейник лекарственный (Lithospermum officinale L.) - ценное лекарственное растение, которое используется в народной медицине еще с давних времен в качестве мочегонного, слабительного, обезболивающего, противопростудного и противовоспалительного средства. Одним из наиболее распространенных классов биологически активных веществ растительного происхождения являются флавоноиды. В листьях воробейника лекарственного содержится изокверцитрин - флавоноид, который обладает регенерирующим действием.

В данной работе приведены результаты изучения влияния параметров экстракции (концентрации этилового спирта, температуры, соотношения массы сырья к объему экстрагента, продолжительности, кратности) на выход флавоноидов из листьев воробейника лекарственного. С помощью ортогонального центрального композиционного планирования получена зависимость, которая описывает влияние температуры и продолжительности процесса экстракции на эффективность извлечения флавоноидов из листьев воробейника лекарственного. Установлено, что максимальный выход целевых компонентов, который составляет более 2 %, достигается при следующих параметрах процесса экстракции: экстрагент - 50 %-ный этиловый спирт, соотношение массы сырья к объему экстрагента - 1:20, температура - 65-70 °С, продолжительность - 35-45 мин. Экстрагирование сырья достаточно проводить в режиме однократной экстракции.

Littlewale (Lithospermum officinale L.) is a valuable medicinal plant that has been used in folk medicine since ancient times as a diuretic, laxative, analgesic, anti-cold and anti-inflammatory agent. One of the most common classes of biologically active substances of plant origin are flavonoids. The leaves of the littlewale contain isoquercitrin, a flavonoid that has a regenerating effect.

This article presents the results of a study of the influence of extraction parameters (ethanol concentration, temperature, ratio of the mass of plant materials to the volume of extractant, duration, multiplicity) on the output of flavonoids from the leaves of the littlewale. Using the orthogonal central compositional planning, a dependence is obtained that describes the influence of temperature and the duration of the extraction process on the efficiency of extracting flavonoids from the leaves of the littlewale. It was found that the maximum yield of the target components, which is more than 2 %, is achieved with the following parameters of the extraction process: extractant - 50 % ethyl alcohol, the ratio of the mass of raw materials to the volume of extractant is 1:20, temperature - 65-70 °С, duration - 35-45 minutes. It is enough to conduct a single extraction of plant materials.

Lithospermum officinale L.флавоноидыизокверцитринэкстракцияспектрофотометрияоптимизацияLithospermum officinale L.flavonoidsisoquercitrinextractionspectrophotometryoptimizationReferencesКуркина, А. В. Флавоноиды фармакопейных растений / А. В. Куркина. - Самара : ГБОУ ВПО СамГМУ Минздравсоцразвития России, 2012. - 290 с.Kurkina A. V. Flavonoids of pharmacopeia plants: monograph. Samara, Samara State Medical University, 2012. 232 p. (in Russian).Флавоноиды: биохимия, биофизика, медицина / Ю. С. Тараховский [и др.]. - Пущино : Sуnchrobook, 2013. - 310 с.Tarakhovskii Yu. S., Kim Yu. A., Abdrasilov B. S., Muzafarov E. N. Flavonoids: biochemistry, biophysics, medicine. Pushchino, Synchrobook, 2013. 310 p. (in Russian).Природные флавоноиды / Д. Ю. Корулькин [и др.]. - Новосибирск : Гео, 2008. - 232 с.Korul’kin D. Yu., Abilov J. A., Muzychkina R. A., Tolstikov G. A. Natural flavonoids. Novosibirsk, Geo Publ., 2007. 232 p. (in Russian).Grotewold, Е. The science of flavonoids / E. Grotewold. - New York : Springer, 2006. - 273 р.Grotewold Е. The science of flavonoids. New York, Springer, 2006. 273 р.Brown, J. E. Flavonoids: chemistry, biochemistry and applications / J. E. Brown, M. Andersen K. R. Markham. - Boca Ratton : CRC Press, 2006. - 1197 p.Brown J. E., Andersen M., Markham K. R. Flavonoids: chemistry, biochemistry and applications. Boca Ratton : CRC Press, 2006. 1197 p.Зверев, Я. Ф. Флавоноиды глазами фармаколога. Особенности и проблемы фармакокинетики / Я. Ф. Зверев // Обзоры по клинической и лекарственной терапии. - 2017. - Т. 15, № 2. - С. 4-11.Zverev Ya. F. Flavonoids through the eyes of a pharmacologist. Features and problems of pharmacokinetics. Obzory po klinicheskoi i lekarstvennoi terapii [Reviews of clinical and drug therapy], 2017, vol. 15, no. 2, pp. 4-11 (in Russian).Макаренко, О. А. Физиологические функции флавоноидов в растениях / О. А. Макаренко, А. П. Левицкий // Физиология и биохимия культурных растений. - 2013. - Т. 45, № 2. - С. 100-112.Makarenko O. A., Levitskii A. P. Physiological functions of flavonoids in plants. Fiziologiya i biokhimiya kul’turnykh rastenii [Physiology and biochemistry of cultivated plants], 2013, vol. 45, no. 2, pp. 100-112 (in Russian).Алексашина, С. А. Сравнительное изучение антиоксидантной активности фенольных соединений и флавоноидов цветков липы сердцевидной (Tilia cordata Mill.), шалфея лекарственного (Salvia officinalis L.), донника лекарственного (Melilotus officinalis L.), листьев смородины (Ribes nigrum folia), земляники лесной (Fragaria vesca L.), винограда (Vitis labrusca), произрастающих в Самарском регионе / С. А. Алексашина, Н. В. Макарова // Химия раст. сырья. - 2019. - № 3. - С. 153-159.Aleksashina S. A., Makarova N. V. Comparative study of the antioxidant activity of phenolic compounds and flavonoids of tillet flowers (Tilia cordata Mill.), garden sage (Salvia officinalis L.), common melilot (Melilotus officinalis L.), currant leaves (Ribes nigrum folia), European strawberrys (Fragaria vesca L.), grapes (Vitis labrusca), growing in the Samara region. Khimiya rastitel ’nogo syr’ya [Chemistry of plant materials], 2019, no. 3, pp. 153-159 (in Russian).Азарова, О. В. Флавоноиды: механизм противовоспалительного действия / О. В. Азарова, Л. П. Галактионова // Химия раст. сырья. - 2012. - № 4. - С. 61-78.Azarova O. V., Galaktionova L. P. Flavonoids: a mechanism of anti-inflammatory action. Khimiya rastitel’nogo syr’ya [Chemistry of plant materials], 2012, no. 4, pp. 61-78 (in Russian).Mechanism of action of flavonoids as anti-inflammatory agents : a review / Rathee P [et al.] // Inflammation and Allergy - Drug Targets. - 2009. - Vol. 8, N 3. - Р. 229-235. https://doi.org/10.2174/187152809788681029Rathee P., Chaudhary H., Rathee S., Rathee D., Kumar V., Kohli K. Mechanism of action of flavonoids as antiinflammatory agents : a review. Inflammation and Allergy - Drug Targets, 2009, vol. 8, no. 3, pp. 229-235. https://doi.org/10.2174/187152809788681029Механизмы антиканцерогенного действия флавоноидов / Г А. Белицкий [и др.] // Успехи молек. онкологии. -2014. - Т. 1, № 1. - С. 56-68.Belitskii G. A., Kirsanov K. I., Lesovaya E. A., Yakubovskaya M. G. The mechanisms of the anticancerogenic effect of flavonoids. Uspekhi molekulyarnoy onkologii [Advances in molecular oncology], 2014, vol. 1, no. 1, pp. 56-68 (in Russian).Batra, P. Anti-cancer potential of flavonoids: recent trends and future perspectives / P. Batra, A. K. Sharma // 3 Biotech. - 2013. - Vol. 3, N 6. - Р. 439-459. https://doi.org/10.1007/s13205-013-0117-5Batra P., Sharma A. K. Anti-cancer potential of flavonoids: recent trends and future perspectives. 3 Biotech, 2013, vol. 3, no. 6, pp. 439-459. https://doi.org/10.1007/s13205-013-0117-5Anti-carcinogenic effects of the flavonoid luteolin / G. M. Seelinger [et al.] // Molecules. - 2008. - Vol. 13, N 10. -Р. 2628-2651. https://doi.org/10.3390/molecules13102628Seelinger G., Merfort I., Wolfle U., Schempp C. M. Anti-carcinogenic effects of the flavonoid luteolin. Molecules, 2008, vol. 13, no. 10, pp. 2628-2651. https://doi.org/10.3390/molecules13102628Cushnie, T. P. Antimicrobial activity of flavonoids / T. P. Cushnie, A. J. Lamb // Int. J. Antimicrob. Agents. - 2005. -Vol. 26, N 5. - Р. 343-356. https://doi.org/10.1016/j.ijantimicag.2005.09.002Cushnie T. P., Lamb A. J. Antimicrobial activity of flavonoids. International Journal of Antimicrobial Agents, 2005, vol. 26, no. 5, pp. 343-356. https://doi.org/10.1016/j.ijantimicag.2005.09.002Evaluation of burn wound healing potential of aqueous extract ofMorus alba based cream in rats / N. Bhatia [et al.] // J. Phytopharmacol. - 2014. - Vol. 3, N 6. - P. 378-383.Bhatia N., Singh A., Sharma R., Singh A., Soni V., Singh G., Bajaj J., Dhawan R., Singh B. Evaluation of burn wound healing potential of aqueous extract of Morus alba based cream in rats. Journal of Phytopharmacology, 2014, vol. 3, no. 6, pp. 378-383.Evaluation of the wound healing potential of isoquercetin-based cream on scald burn injury in rats / N. Bhatia [et al.] // Burns and Trauma. - 2016. - Vol. 4. https://doi.org/10.1186/s41038-016-0032-1Bhatia N., Kaur G., Soni V., Kataria J., Dhawan R. K. Evaluation of the wound healing potential of isoquercetin-based cream on scald burn injury in rats. Burns and Trauma, 2016, vol. 4, p. 8. https://doi.org/10.1186/s41038-016-0032-1Effects and mechanisms of total flavonoids from Blumea balsamifera (L.) DC. оп skin woundin rats / Y. Pang [et al.] // Int. J. Mol. Sci. - 2017. - Vol. 18, N 12. - Р. 2766-2778. https://doi.org/10.3390/IJMS18122766Pang Y., Zhang Y., Huang L., Xu L., Wang K., Wang D., Guan L., Zhang Y., Fulai Yu., Chen Z., Xie X. Effects and mechanisms of total flavonoids from Blumea balsamifera (L.) DC. оп skin woundin rats. International Journal of Molecular Sciences, 2017, vol. 18, no. 12, pp. 2766-2778. https://doi.org/10.3390/IJMS18122766Stimulation of neuroregeneration by flavonoid glycosides [Electronic resource]. - Mode of access: www.google.com/patents/US20120087980. - Date of access: 07.05.2020.Stimulation of neuroregeneration by flavonoid glycosides. Available at: www.google.com/patents/US20120087980 (accessed 07.05.2020).Polyphenols in Alzheimer’s disease and in the gut-brain axis / V. P. Reddy [et al.] // Microorganisms. - 2020. - N 8, N 2. -Р. 199-212. https://doi.org/10.3390/microorganisms8020199Reddy V. P., Aryal P., Robinson S., Rafiu R., Obrenovich M., Perry G. Polyphenols in Alzheimer’s disease and in the Gut-Brain Axis. Microorganisms, 2020, vol. 8, no. 2, pp. 199-212. https://doi.org/10.3390/microorganisms8020199Vitexin improves neuron apoptosis and memory impairment induced by isoflurane via regulation of miR-409 expression / Y. Qi [et al.] // Adv. Clin. Exp. Med. - 2020. - Vol. 29, N 1. - Р. 135-145. https://doi.org/10.17219/acem/104556Qi Y., Chen L., Shan S., Nie Y., Wang Y. Vitexin improves neuron apoptosis and memory impairment induced by isoflurane via regulation of miR-409 expression. Advances in Clinical and Experimental Medicine, 2020, vol. 29, no. 1, pp. 135-145. https://doi.org/10.17219/acem/104556Иллюстрированный определитель растений Средней России. Т. 3: Покрытосемянные (двудольные: раздельнолепестные) / И. А. Губанов [и др.]. - М. : Т-во научный изданий КМК, Ин-т технол. исслед., 2004. - 520 с.Gubanov I. A., Kiseleva K. V., Novikov V. S., Tikhomirov V. N. Illustrated identifier of plants in Central Russia. Vol. 3: Angiosperms (dicotyledonous). Moscow, Creativity of scientific publications of KMK, Institute for Technological Research, 2004. 520 p. (in Russian).Воробейник лекарственный [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.cbg.org.by/ecotrail/kollekciya-redkikh-i-ischezayuschikh-vidov-prirodnoy-flory-belarusi/vorobeynik. - Дата доступа: 14.05.2020.Sparrow medicinal (Littlewale). Available at: http://www.cbg.org.by/ecotrail/kollekciya-redkikh-i-ischezayuschikh-vidov-prirodnoy-flory-belarusi/vorobeynik (accessed 14.05.2020).Baczynska, B. Application of Lithospermum officinale L. in early bronze age medicine / B. Baczynska, M. Litynska-Zajqc // Veget. History Archaeobot. - 2005. - Vol. 14, N 1. - P. 77-80. https://doi.org/10.1007/s00334-004-0054-7Baczynska B., Litynska-Zajqc M. Application of Lithospermum officinale L. in early bronze age medicine. Vegetation History and Archaeobotany, 2005, vol. 14, no. 1, pp. 77-80. https://doi.org/10.1007/s00334-004-0054-7Условия экстракции и идентификации флавоноидов, стимулирующих регенерацию тканей / Е. В. Феськова [и др.] // Тр. БГТУ Сер. 2, Химические технологии, биотехнологии, геоэкология. - 2019. - № 1. - С. 49-53.Fes’kova E. V., Leont’ev V. N., Ignatovets O. S., Adamtsevich N. Yu., Besarab A. Yu. Extraction conditions and identification of flavonoids which stimulate tissue regeneration. Trudy Belorusskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo universiteta. Seriya 2: Khimicheskie tekhnologii, biotekhnologiya, geoekologiya [Proceedings of the Belarusian State Technological University. Series 2. Chemical engineering, biotechnologies, geoecology], 2019, no. 1, pp. 49-53 (in Russian).Струпан, Е. А. Технология получения экстрактов из дикорастущего растительного сырья, широко применяемого в пищевой промышленности и фитотерапии / Е. А. Струпан, В. С. Колодязная, О. А. Струпан // Вестн. Краснояр. гос. аграр. ун-та. - 2012. - № 8. - С. 199-205.Strupan E. A., Kolodyaznaya V. S., Strupan O. A. The technology of extracts from wild plant materials, widely used in the food industry and herbal medicine. Vestnik Krasnoyarskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Bulletin of Krasnoyarsk State Agrarian University], 2012, no. 8, pp. 199-205 (in Russian).Адамцевич, Н. Ю. Извлечение флавоноидов из воробейника лекарственного (Lithospermum officinale L.) и цмина песчаного (Helichrysum arenarium L.) / Н. Ю. Адамцевич, Е. В. Феськова, В. С. Болтовский // Тр. БГТУ Сер. 2. Химические технологии, биотехнологии, геоэкология. - 2020. - № 1. - С. 93-97.Adamtsevich N. Yu., Fes’kova E. V., Boltovskii V. S. Extraction of flavonoids from littlewale (Lithospermum officinale L.) and everlasting (Helichrysum arenarium L.). Trudy Belorusskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo universiteta. Seriya 2: Khimicheskie tekhnologii, biotekhnologiya, geoekologiya [Proceedings of the Belarusian State Technological University. Series 2. Chemical engineering, biotechnologies, geoecology], 2020, no. 1, pp. 93-97 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.