[go: up one dir, main page]

RU2740997C1 - Method of extracting polyphenols from ginger rootstocks - Google Patents

Method of extracting polyphenols from ginger rootstocks Download PDF

Info

Publication number
RU2740997C1
RU2740997C1 RU2019135539A RU2019135539A RU2740997C1 RU 2740997 C1 RU2740997 C1 RU 2740997C1 RU 2019135539 A RU2019135539 A RU 2019135539A RU 2019135539 A RU2019135539 A RU 2019135539A RU 2740997 C1 RU2740997 C1 RU 2740997C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ginger
polyphenols
polyphenolic compounds
compounds
minutes
Prior art date
Application number
RU2019135539A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Павел Вадимович Логинов
Александр Аркадьевич Николаев
Елена Борисовна Мавлютова
Светлана Александровна Голубкина
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Астраханский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Астраханский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Астраханский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Priority to RU2019135539A priority Critical patent/RU2740997C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2740997C1 publication Critical patent/RU2740997C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K35/00Medicinal preparations containing materials or reaction products thereof with undetermined constitution
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K36/00Medicinal preparations of undetermined constitution containing material from algae, lichens, fungi or plants, or derivatives thereof, e.g. traditional herbal medicines
    • A61K36/18Magnoliophyta (angiosperms)
    • A61K36/88Liliopsida (monocotyledons)
    • A61K36/906Zingiberaceae (Ginger family)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/87Preparation of ketenes or dimeric ketenes
    • C07C45/90Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Natural Medicines & Medicinal Plants (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Alternative & Traditional Medicine (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Medicines Containing Plant Substances (AREA)

Abstract

FIELD: medicine; pharmaceuticals; food industry.
SUBSTANCE: invention refers to pharmaceutical and food industry and concerns extraction of biologically active substances from vegetal raw materials, and also relates to biological chemistry and molecular biology. Said technical result is achieved by adding to ginned rhizomes, 40 % aqueous solution of ethanol in ratio of 1:7 by weight, thoroughly stirring, boiling in a water bath for 15 minutes, then 10 days are infused at room temperature, centrifuged at 10,000 rpm for 30 minutes and produced in a supernatant extract of polyphenols; then centrifuge is passed through microcrystalline cellulose powder of same mass, as milled ginger rootstocks, and the polyphenol-enriched paste is dried in air for three days; obtained concentrate contains 2.50 ± 0.098 mg of polyphenolic compounds per 1 g of dried mass.
EFFECT: proposed invention is aimed at extraction of polyphenolic compounds from ginger roots of Zingiber officinale with subsequent concentration of these compounds on microcrystalline cellulose as an adsorbent.
1 cl, 4 ex, 2 tbl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к фармацевтической и пищевой промышленности и касается выделения биологически активных веществ из растительного сырья, а также имеет отношение к биологической химии и молекулярной биологии.The invention relates to the pharmaceutical and food industry and relates to the isolation of biologically active substances from plant materials, and also relates to biological chemistry and molecular biology.

Известен способ выделения экстрактивных веществ из проб чая и кофе с помощью кипячения водного раствора (Татарченко И.А. Разработка новых видов чайной и кофейной продукции и совершенствование оценки их качества: дис. ... канд. тех. наук. – Краснодар, 2015. – 181 с.).There is a known method for isolating extractives from tea and coffee samples by boiling an aqueous solution (Tatarchenko I.A. Development of new types of tea and coffee products and improving the assessment of their quality: dis ... Candidate of technical sciences. - Krasnodar, 2015. - 181 s.).

Способ имеет следующие недостатки:The method has the following disadvantages:

- получается многокомпонентная смесь, в которой кроме полифенольных соединений присутствуют другие вещества;- a multicomponent mixture is obtained, in which, in addition to polyphenolic compounds, other substances are present;

- в экстракте после кипячения водных растворов присутствуют в основном полярные соединения.- in the extract after boiling of aqueous solutions, mainly polar compounds are present.

Известны запатентованные способы выделения полифенолов из различных растительных препаратов с помощью различных органических растворителей с последующим концентрированием экстрактов (Рубчевская Л.П. с соавт. Способ получения полифенолов: Пат. 2174011 от 12.07.1999, опубл. 27.09.2001; Брэдбери А., Копп Г. Обогащённая полифенолами композиция, экстрагированная из шелухи какао-бобов: Пат. 2392954 от 30.05.2006, опубл. 27.06.2010; Яшунский Д.В. с соавт. Способ выделения полифенольных соединений класса стильбенов пиносильвина и метилпиносильвина из отходов переработки сосны: Пат. 2536241 от 05.07.2011, опубл. 20.12.2014). Однако известные способы имеют следующие недостатки:Known patented methods for the isolation of polyphenols from various herbal preparations using various organic solvents, followed by concentration of extracts (Rubchevskaya L.P. et al. Method of obtaining polyphenols: Pat. 2174011 from 12.07.1999, publ. 27.09.2001; Bradbury A., Kopp G. Polyphenol-enriched composition extracted from cocoa bean husks: Pat. 2392954 dated May 30, 2006, published on June 27, 2010; Yashunsky DV et al. Method of isolation of polyphenolic compounds of the stilbenes class of pinosylvin and methylpinosylvin from pine processing waste: Pat . 2536241 from 05.07.2011, publ. 20.12.2014). However, the known methods have the following disadvantages:

- применяемые растворители в столь значительных концентрациях не позволяют использовать получаемые экстракты в терапевтических целях;- the used solvents in such significant concentrations do not allow the use of the resulting extracts for therapeutic purposes;

- удаление растворителей влечёт за собой также и заметные потери экстрагируемых веществ;- removal of solvents also entails noticeable losses of extractable substances;

- степень удаления побочных компонентов в экстрактах невысокая. - the degree of removal of side components in extracts is low.

Известны также способы экстракции полифенольных соединений из корневищ имбиря с помощью растворителей метанола, ацетона и этанола в различных модификациях: с использованием методов оттока, вымачивания, применением ультразвука (Sharif M.F., Bennett M.T. The effect of different methods and solvents on the extraction of polyphenols in ginger (Zingiber officinale) // Jurnal Teknologi (Sciences and Engineering). – 2016. – Vol. 78, № 11-2. – P.49–54; Sasikala P., Chandralekha A., Chaurasiya R.S. et al. Ultrasound-assisted extraction and adsorption of polyphenols from ginger rhizome (Zingiber officinale) // Separation Science and Technology. – 2018. – Vol. 53, № 3. – P.439–448. https://doi.org/10.1080/01496395.2017.1391290). There are also known methods for extracting polyphenolic compounds from ginger rhizomes using solvents of methanol, acetone and ethanol in various modifications: using outflow methods, soaking, using ultrasound (Sharif MF, Bennett MT The effect of different methods and solvents on the extraction of polyphenols in ginger (Zingiber officinale) // Jurnal Teknologi (Sciences and Engineering). - 2016. - Vol. 78, No. 11-2. - P. 49–54; Sasikala P., Chandralekha A., Chaurasiya RS et al. Ultrasound-assisted extraction and adsorption of polyphenols from ginger rhizome (Zingiber officinale) // Separation Science and Technology. - 2018. - Vol. 53, No. 3. - P.439–448. https://doi.org/10.1080/01496395.2017.1391290 ).

Известные способы имеют недостатки:The known methods have disadvantages:

- применяемые растворители токсичны в случае использования получаемых экстрактов в медицинских целях, а также в целях дальнейшего их использования в экспериментальной работе с привлечением животных;- the solvents used are toxic in the case of using the obtained extracts for medical purposes, as well as for their further use in experimental work with the involvement of animals;

- предлагаемые методики довольно сложны в исполнении;- the proposed methods are rather complicated to implement;

- концентрирование получаемых экстрактов достигается путём упаривания растворов, либо путём перевода экстракта в другой растворитель. - the concentration of the obtained extracts is achieved by evaporation of solutions, or by transferring the extract to another solvent.

Известен способ-прототип оптимального выделения полифенольных соединений из корневищ имбиря, заключающийся в применении в качестве экстрагента этанола при умеренных температуре и времени экстракции (Mukherjee S., Mandal N., Dey A., Mondal B. An approach towards optimization of the extraction of polyphenolic antioxidants from ginger (Zingiber officinale). J Food Sci Technol. 2014; 51(11):3301–3308. https://doi.org/10/1007/s13197-012-0848-z). Прототип имеет следующие недостатки:There is a known prototype method for optimal isolation of polyphenolic compounds from ginger rhizomes, which consists in using ethanol as an extractant at moderate temperatures and extraction times (Mukherjee S., Mandal N., Dey A., Mondal B. An approach towards optimization of the extraction of polyphenolic antioxidants from ginger (Zingiber officinale) J Food Sci Technol . 2014; 51 (11): 3301-3308. https://doi.org/10/1007/s13197-012-0848-z). The prototype has the following disadvantages:

- применяемый этанол берётся в высокой концентрации, что делает конечный экстракт токсичным для дальнейшего его использования в медицинских целях;- the ethanol used is taken in a high concentration, which makes the final extract toxic for its further use for medical purposes;

- время воздействия и температурный режим не позволяют в полной мере осуществить экстракцию компонентов;- exposure time and temperature conditions do not allow to fully carry out the extraction of components;

- не приводится методика концентрирования получаемого экстракта;- the method for concentrating the obtained extract is not given;

- не указывается методика удаления экстрагента (этанола), а также способ концентрирования полифенолов на каком-либо твёрдом адсорбенте.- the method for removing the extractant (ethanol) is not specified, as well as the method for concentrating polyphenols on any solid adsorbent.

Предлагаемое изобретение направлено на выделение полифенольных соединений из корневищ имбиря Zingiber officinale с последующим концентрированием этих соединений на микрокристаллической целлюлозе в качестве адсорбента. Предлагаемый способ позволяет также очистить выделенные полифенольные соединения от низкомолекулярных примесей, в том числе этанола.The proposed invention is directed to the isolation of polyphenolic compounds from the rhizomes of ginger Zingiber officinale, followed by the concentration of these compounds on microcrystalline cellulose as an adsorbent. The proposed method also allows you to purify the isolated polyphenolic compounds from low molecular weight impurities, including ethanol.

Указанный технический результат достигается тем, что к измельчённым корневищам имбиря добавляют 40 %-ный водный раствор этанола в пропорции 1 : 7 по массе, тщательно перемешивают, кипятят на водяной бане в течение 15 минут, затем 10 дней настаивают при комнатной температуре, центрифугируют при 10000 оборотов в течение 30 минут и получают в супернатанте экстракт полифенолов; затем центрифугат пропускают через порошок микрокристаллической целлюлозы такой же массы, как измельчённых корневищ имбиря, и обогащённую полифенолами пасту сушат на воздухе трое суток; полученный концентрат содержит 2,50 ± 0,098 мг полифенольных соединений на 1 г высушенной массы.The specified technical result is achieved by the fact that a 40% aqueous solution of ethanol is added to the crushed ginger rhizomes in a ratio of 1: 7 by weight, mixed thoroughly, boiled in a water bath for 15 minutes, then infused for 10 days at room temperature, centrifuged at 10,000 turns for 30 minutes and get the extract of polyphenols in the supernatant; then the centrifugate is passed through microcrystalline cellulose powder of the same mass as crushed ginger rhizomes, and the paste enriched with polyphenols is dried in air for three days; the resulting concentrate contains 2.50 ± 0.098 mg of polyphenolic compounds per 1 g of dried mass.

Особенности структуры полифенольных компонентов имбиря позволяют отнести их к потенциальным антиоксидантным соединениям. Основными компонентами в составе корневища имбиря являются эфирное масло и фенольные соединения – гингеролы и шогаолы. Другими компонентами являются зингероны и парадолы:The structural features of the polyphenolic components of ginger make it possible to classify them as potential antioxidant compounds. The main components of the ginger rhizome are essential oil and phenolic compounds - gingerols and shogaols. Other components are zingerons and paradols:

Figure 00000001
Figure 00000001

Как видно из приведенных выше структур все эти соединения являются веществами оксифенильной природы (фенольная основа) с оптимальной длиной фитильной цепи. Наличие оксифенильного фрагмента обусловливает антирадикальные свойства полифенольных соединений (ПФС). Оптимальная длина фитильной цепи полифенольных соединений имбиря позволяет им не только фиксироваться в липидном бислое биологических мембран, но и свободно циркулировать в жидких средах организма и обеспечивать, таким образом, генерализованное антирадикальное и антиоксидантное действие. Гингеролы представляют собой наиболее распространенные соединения в свежих корнях. Шогаолы, дегидратированные производные гингеролов, встречаются только в небольших количествах в свежем корне; в основном встречаются в высушенных и термически обработанных корнях. Разделение близких по химической структуре соединений, в том числе ПФС, на отдельные фракции – весьма трудоёмкая задача, поскольку химически они очень близки, поэтому предпочтительнее их выделять общей массой (Николаев А.А., Ветошкин Р.В., Логинов П.В. Изменения протеогликанов семенников крыс в условиях экспериментальной хронической интоксикации серосодержащим газом // Астраханский медицинский журнал. – 2012. – Т. 7, № 2. С.75–79).As can be seen from the above structures, all these compounds are substances of oxyphenyl nature (phenolic base) with an optimal wick chain length. The presence of an oxyphenyl fragment is responsible for the antiradical properties of polyphenolic compounds (PFCs). The optimal length of the wick chain of polyphenolic compounds of ginger allows them not only to be fixed in the lipid bilayer of biological membranes, but also to circulate freely in the body fluids and thus provide a generalized antiradical and antioxidant effect. Gingerols are the most abundant compounds found in fresh roots. Shogaols, dehydrated derivatives of gingerols, are found only in small amounts in fresh root; mainly found in dried and heat-treated roots. The separation of compounds close in chemical structure, including PPS, into separate fractions is a very laborious task, since they are chemically very close, therefore it is preferable to separate them with a total mass (Nikolaev A.A., Vetoshkin R.V., Loginov P.V. Changes in rat testes proteoglycans under conditions of experimental chronic intoxication with sulfur-containing gas // Astrakhan Medical Journal. - 2012. - T. 7, No. 2. P.75–79).

Другой важной задачей является концентрирование и очистка от примесей выделяемых полифенольных соединений. Было показано, что полифенолы хорошо адсорбируются поверхностью и объёмом полисахаридных волокон целлюлозы и ксилана за счёт межмолекулярных взаимодействий (Costa T.S., Rogez H., Pena R.S. Adsorption capacity of phenolic compounds onto cellulose and xylan. Food Science and Technology. 2015; 35(2):314–320). В этой связи в качестве адсорбента была выбрана микрокристаллическая целлюлоза (МКЦ), которая будет эффективно поглощать полифенольные соединения за счёт гидрофобных взаимодействий и пропускать сквозь себя низкомолекулярные примеси, включая этанол.Another important task is the concentration and purification of the isolated polyphenolic compounds from impurities. It was shown that polyphenols are well adsorbed by the surface and volume of polysaccharide fibers of cellulose and xylan due to intermolecular interactions (Costa TS, Rogez H., Pena RS Adsorption capacity of phenolic compounds onto cellulose and xylan. Food Science and Technology . 2015; 35 (2) : 314-320). In this regard, microcrystalline cellulose (MCC) was chosen as an adsorbent, which will efficiently absorb polyphenolic compounds due to hydrophobic interactions and pass through low molecular weight impurities, including ethanol.

Создание способа выделения полифенольных соединений из корневищ имбиря осуществлялось путём измельчения и размалывания подсушенных корневищ Zingiber officinale с последующей экстракцией 40%-ным раствором этанола на базе кафедры химии ФГБОУ ВО «Астраханский государственный медицинский университет» Минздрава России. Для измельчения и размалывания подсушенных корневищ имбиря брали 10-15 г образца. Полученную порошкообразную массу заливали 40%-ным водным раствором этанола, тщательно перемешивали и помещали полученную смесь в водяную баню на 15 минут. Далее настаивали 10 дней при комнатной температуре, после чего центрифугировали при 10000 оборотов на центрифуге CN-10001 (Япония) в течение 30 минут. Центрифугат аккуратно пропускали через подготовленный заранее порошок микрокристаллической целлюлозы (МКЦ) такой же массы, что и массы измельчённых корневищ имбиря. Порошок готовили путём растирания в ступке твёрдых брикетов МКЦ, после чего этот порошок помещали на бумажный фильтр, установленный в стеклянной воронке. Затем пропитанную полифенольным экстрактом массу извлекали вместе с фильтром из воронки, сам фильтр с полученной массой расправляли на горизонтальной поверхности и сушили на воздухе трое суток.The creation of a method for the isolation of polyphenolic compounds from ginger rhizomes was carried out by grinding and grinding dried rhizomes of Zingiber officinale, followed by extraction with a 40% ethanol solution on the basis of the Department of Chemistry of the Astrakhan State Medical University of the Ministry of Health of Russia. For grinding and grinding the dried rhizomes of ginger, 10-15 g of a sample were taken. The resulting powdery mass was poured with 40% aqueous ethanol solution, thoroughly mixed and the resulting mixture was placed in a water bath for 15 minutes. Next, they insisted for 10 days at room temperature, after which they were centrifuged at 10,000 revolutions in a CN-10001 centrifuge (Japan) for 30 minutes. The centrifugate was carefully passed through a previously prepared microcrystalline cellulose (MCC) powder of the same mass as the mass of crushed ginger rhizomes. The powder was prepared by grinding solid MCC briquettes in a mortar, after which this powder was placed on a paper filter installed in a glass funnel. Then, the mass impregnated with the polyphenol extract was removed from the funnel together with the filter, the filter itself with the resulting mass was straightened on a horizontal surface and dried in air for three days.

Для определения содержания полифенольных соединений в высушенной массе проводили измерение полифенолов в центрифугате до пропускания последнего через порошок МКЦ, а затем измеряли содержание полифенольных соединений в фильтрате. По разнице между содержанием полифенолов в центрифугате и фильтрате судили о величине адсорбции и, соответственно, содержании полифенолов в полученной массе на основе МКЦ.To determine the content of polyphenolic compounds in the dried mass, the polyphenols were measured in a centrifugate before passing the latter through the MCC powder, and then the content of polyphenolic compounds in the filtrate was measured. The difference between the content of polyphenols in the centrifugate and filtrate was used to judge the value of adsorption and, accordingly, the content of polyphenols in the resulting mass based on MCC.

Для определения содержания полифенольных соединений использовали реактив Фолина-Чокальтеу, представляющего собой смесь фосфомолибдата и фосфовольфрамата натрия и полученного по известной методике (Студопедия: [сайт]. URL: https://studopedia.ru/12_86442_laboratornaya-rabota--.html). Методика количественного определения полифенольных соединений (ПФС) основана на взаимодействии этих соединений с реактивом Фолина-Чокальтеу, дающих цветную реакцию (Mukherjee S., Mandal N., Dey A., Mondal B. An approach towards optimization of the extraction of polyphenolic antioxidants from ginger (Zingiber officinale). J Food Sci Technol. 2014; 51(11):3301–3308. https://doi.org/10/1007/s13197-012-0848-z). В качестве стандартного раствора берут галловую кислоту, которая также даёт цветную реакцию с реактивом Фолина-Чокальтеу. 1 мл раствора экстракта полифенольных соединений или раствора галловой кислоты (0-2 г/л) смешивают с 10 мл дистиллированной воды и добавляют 1 мл реагента Фолина-Чокальтеу. Через 5 мин добавляют 2 мл 20 %-ного раствора Na2CO3, далее инкубируют в темноте в течение 1 ч и измеряют оптическую плотность на спектрофотоколориметре при длине волны 750 нм в кювете с толщиной фотометрируемого слоя 1 см. Полученные величины оптической плотности соотносят с таковыми в калибровочном графике, полученном при использовании галловой кислоты в качестве стандартного раствора. Далее производят расчёт ПФС в данном объеме экстракта. Указанные манипуляции проделывают также с пропущенным через порошок МКЦ экстрактом. Затем рассчитывают величину поглощения (адсорбции) ПФС на МКЦ. Содержание ПФС в полученной массе на основе МКЦ выражают в мг/г порошка МКЦ путём деления величины поглощения ПФС (мг) на массу порошка (г).To determine the content of polyphenolic compounds, we used the Folin-Chocalteu reagent, which is a mixture of phosphomolybdate and sodium phosphotungstate and obtained by a known method (Studopedia: [site]. URL: https://studopedia.ru/12_86442_laboratornaya-rabota--.html). The method for the quantitative determination of polyphenolic compounds (PPS) is based on the interaction of these compounds with the Folin-Ciocalteu reagent, giving a color reaction (Mukherjee S., Mandal N., Dey A., Mondal B. An approach towards optimization of the extraction of polyphenolic antioxidants from ginger (Zingiber officinale) J Food Sci Technol 2014; 51 (11): 3301-3308. Https://doi.org/10/1007/s13197-012-0848-z). Gallic acid is taken as a standard solution, which also gives a color reaction with the Folin-Chocalteu reagent. 1 ml of a solution of an extract of polyphenolic compounds or a solution of gallic acid (0-2 g / l) is mixed with 10 ml of distilled water and 1 ml of Folin-Chocalteu reagent is added. After 5 minutes, add 2 ml of a 20% Na 2 CO 3 solution, then incubate in the dark for 1 hour and measure the optical density on a spectrophotocolorimeter at a wavelength of 750 nm in a cuvette with a photometric layer thickness of 1 cm.The obtained optical density values are correlated with those in the calibration graph obtained using gallic acid as a standard solution. Next, the PFC is calculated in a given volume of extract. These manipulations are also performed with the extract passed through the MCC powder. Then the amount of absorption (adsorption) of PPS on the MCC is calculated. The content of PPS in the resulting mass based on MCC is expressed in mg / g of MCC powder by dividing the absorption of PPS (mg) by the mass of the powder (g).

В предлагаемом способе достигнуты следующие результаты. На основе измерений оптических плотностей стандартных растворов галловой кислоты был построен калибровочный график (Фиг. 1). Были взяты следующие концентрации кислоты: 0,25; 0,50; 0,75; 1,00; 1,25; 1,50; 1,75 и 2,00 г/л. Далее измеряли оптические плотности 9 полифенольных экстрактов из корневищ имбиря: сначала измеряли оптические плотности экстрактов до пропускания через порошок МКЦ (первичный центрифугат), а затем измеряли оптические плотности экстрактов после пропускания через порошок МКЦ (таблица 1). Полученные величины оптических плотностей соотносили с таковыми в калибровочном графике и определяли концентрацию ПФС (мг/л) в центрифугате и фильтрате (таблица 2). Затем полученные величины концентраций использовали для вычисления содержания ПФС в экстрактах (в мг) путём умножения величин концентраций на объём раствора. По разнице между содержанием полифенолов в центрифугате и фильтрате вычисляли величину поглощения ПФС частицами порошка МКЦ. Полученное значение переводили в относительные единицы, деля величину поглощения ПФС на массу порошка МКЦ, нанесённого на бумажный фильтр. Ниже приводятся примеры расчётов (для первых трёх опытов) содержания ПФС, концентрированных на МКЦ в качестве твёрдого носителя.The proposed method achieved the following results. Based on measurements of optical densities of standard solutions of gallic acid, a calibration graph was constructed (Fig. 1). The following acid concentrations were taken: 0.25; 0.50; 0.75; 1.00; 1.25; 1.50; 1.75 and 2.00 g / l. Next, the optical densities of 9 polyphenolic extracts from ginger rhizomes were measured: first, the optical densities of the extracts were measured before passing through the MCC powder (primary centrifugate), and then the optical densities of the extracts were measured after passing through the MCC powder (Table 1). The obtained values of optical densities were correlated with those in the calibration graph and the concentration of PPS (mg / l) in the centrifugate and filtrate was determined (table 2). Then the obtained concentration values were used to calculate the PPS content in extracts (in mg) by multiplying the concentration values by the solution volume. The difference between the content of polyphenols in the centrifugate and the filtrate was used to calculate the absorption of PPS by the particles of the MCC powder. The resulting value was converted into relative units by dividing the PFC absorption by the mass of the MCC powder applied to a paper filter. Below are examples of calculations (for the first three experiments) of the content of PPS concentrated on MCC as a solid carrier.

Пример 1. Для опыта брали 10 г измельчённых корневищ имбиря. Для этого брали 75 мл 40-%-ного раствора этанола (плотность 0,935 г/мл), что соответствует 70 г раствора. Таким образом, достигается соотношение измельчённых корневищ имбиря к раствору этанола 1 : 7 по массе. Измеренные оптические плотности для центрифугата и фильтрата соответственно 1,034 и 0,789. По калибровочному графику находим, что эти значения оптических плотностей соответствуют концентрациям ПФС эквивалентным содержанию галловой кислоты 1,60 и 1,20 г/л. Было получено 50 мл центрифугата и 48 мл фильтрата. Таким образом, из 75 мл добавленного 40%-ного водного раствора этанола 25 мл составили потери в ходе экстракции. Вычисляем содержание ПФС в центрифугате и фильтрате: Example 1. For the experiment, we took 10 g of crushed ginger rhizomes. For this, 75 ml of a 40% ethanol solution (density 0.935 g / ml) was taken, which corresponds to 70 g of the solution. Thus, the ratio of crushed ginger rhizomes to ethanol solution 1: 7 by weight is achieved. The measured optical densities for the centrifugate and filtrate are 1.034 and 0.789, respectively. According to the calibration graph, we find that these values of optical densities correspond to PPS concentrations equivalent to the gallic acid content of 1.60 and 1.20 g / l. Received 50 ml of centrifugate and 48 ml of filtrate. Thus, from 75 ml of added 40% aqueous ethanol solution, 25 ml was the loss during extraction. We calculate the PFC content in the centrifugate and filtrate:

Центрифугат: 1,60 г/л × 0,05 л = 0,080 г = 80 мгCentrifugate: 1.60 g / L × 0.05 L = 0.080 g = 80 mg

Фильтрат: 1,20 г/л × 0,048 л = 0,0576 г = 57,6 мг ≈ 58 мг.Filtrate: 1.20 g / l × 0.048 l = 0.0576 g = 57.6 mg ≈ 58 mg.

Величина поглощения: 80 – 58 = 22 мг. Тогда относительное содержание в МКЦ (на 10 г порошка) составляет: 22 ÷ 10 = 2,2 мг/г.Absorption rate: 80 - 58 = 22 mg. Then the relative content in MCC (per 10 g of powder) is: 22 ÷ 10 = 2.2 mg / g.

Пример 2. Также взяли 10 измельчённых корневищ имбиря. Измеренные оптические плотности для центрифугата и фильтрата соответственно 1,105 и 0,790. По калибровочному графику находим, что этим оптическим плотностям соответствуют концентрации ПФС 1,72 и 1,20 г/л. Было получено также 50 мл центрифугата и 48 мл фильтрата. Вычисляем содержание ПФС в центрифугате и фильтрате:Example 2. We also took 10 crushed ginger rhizomes. The measured optical densities for the centrifugate and filtrate are 1.105 and 0.790, respectively. According to the calibration graph, we find that these optical densities correspond to PPS concentrations of 1.72 and 1.20 g / l. 50 ml of centrifugate and 48 ml of filtrate were also obtained. We calculate the PFC content in the centrifugate and filtrate:

Центрифугат: 1,72 г/л × 0,05 л = 0,086 г = 86 мгCentrifugate: 1.72 g / L × 0.05 L = 0.086 g = 86 mg

Фильтрат: 1,20 г/л × 0,048 л = 0,0576 г = 57,6 мг ≈ 58 мг.Filtrate: 1.20 g / l × 0.048 l = 0.0576 g = 57.6 mg ≈ 58 mg.

Величина поглощения: 86 – 58 = 28 мг. Тогда относительное содержание в МКЦ (на 10 г порошка) составляет: 28 ÷ 10 = 2,8 мг/г.Absorption rate: 86 - 58 = 28 mg. Then the relative content in MCC (per 10 g of powder) is: 28 ÷ 10 = 2.8 mg / g.

Пример 3. Взяли 12 г корневищ имбиря. Добавили 84 г 40%-ного раствора этанола, что соответствует объёму V = m/ρ = 84 : 0,935 = 90 мл. Было получено 62 мл центрифугата и 60 мл фильтрата. Измеренные оптические плотности для центрифугата и фильтрата соответственно 0,980 и 0,721. По калибровочному графику находим, что этим оптическим плотностям соответствуют концентрации ПФС 1,50 и 1,12 г/л. Вычисляем содержание ПФС в центрифугате и фильтрате:Example 3. Took 12 g of ginger rhizomes. 84 g of a 40% ethanol solution was added, which corresponds to a volume V = m / ρ = 84: 0.935 = 90 ml. 62 ml of centrifugate and 60 ml of filtrate were obtained. The measured optical densities for the centrifugate and filtrate are 0.980 and 0.721, respectively. According to the calibration graph, we find that these optical densities correspond to PPS concentrations of 1.50 and 1.12 g / l. We calculate the PFC content in the centrifugate and filtrate:

Центрифугат: 1,50 г/л × 0,062 л = 0,093 г = 93 мгCentrifugate: 1.50 g / L × 0.062 L = 0.093 g = 93 mg

Фильтрат: 1,12 г/л × 0,060 л = 0,0672 г = 67,2 ≈ 67 мг.Filtrate: 1.12 g / L × 0.060 L = 0.0672 g = 67.2 ≈ 67 mg.

Величина поглощения: 93 – 67 = 26 мг. Тогда относительное содержание в МКЦ (на 12 г порошка) составляет: 26 ÷ 12 = 2,2 мг/г.Absorption rate: 93 - 67 = 26 mg. Then the relative content in MCC (per 12 g of powder) is: 26 ÷ 12 = 2.2 mg / g.

Пример 4. Взяли 10 г корневищ имбиря. Добавили 75 мл 40-%-ного раствора этанола. Получено 54 мл центрифугата и 52 мл фильтрата. Оптические плотности для центрифугата и фильтрата соответственно 1,092 и 0,801. По калибровочному графику находим, что этим оптическим плотностям соответствуют концентрации ПФС 1,65 и 1,25 г/л. Вычисляем содержание ПФС в центрифугате и фильтрате:Example 4. Took 10 g of ginger rhizomes. 75 ml of a 40% ethanol solution was added. Received 54 ml of centrifugate and 52 ml of filtrate. Optical densities for the centrifugate and filtrate are 1.092 and 0.801, respectively. According to the calibration graph, we find that these optical densities correspond to PPS concentrations of 1.65 and 1.25 g / l. We calculate the PFC content in the centrifugate and filtrate:

Центрифугат: 1,65 г/л × 0,054 л = 0,089 г = 89 мгCentrifugate: 1.65 g / L × 0.054 L = 0.089 g = 89 mg

Фильтрат: 1,25 г/л × 0,052 л = 0,065 г = 65 мг.Filtrate: 1.25 g / L × 0.052 L = 0.065 g = 65 mg.

Величина поглощения: 89 – 65 = 24 мг. Тогда относительное содержание в МКЦ (на 10 г порошка) составляет: 24 ÷ 10 = 2,4 мг/г.Absorption rate: 89 - 65 = 24 mg. Then the relative content in MCC (per 10 g of powder) is: 24 ÷ 10 = 2.4 mg / g.

Аналогично производят расчёты для опытов 4-9. Далее производили статистическую обработку полученных данных. Расчёты показали, что в среднем содержание ПФС в полученной массе на основе МКЦ составляет 2,50 ± 0,098 мг/г. В обобщенном виде полученные данные представлены в таблице 2.Calculations for experiments 4-9 are made in a similar way. Then the obtained data were statistically processed. Calculations have shown that the average PPS content in the resulting mass based on MCC is 2.50 ± 0.098 mg / g. The data obtained are summarized in Table 2.

Полученные результаты прошли апробацию. Идентификацию полифенольных соединений осуществляли с помощью ИК-спектроскопиии (Фиг. 2). ИК-спектры выделенных полифенолов содержат полосы, обусловленные колебаниями связей, характерных для основных структурных элементов фенольных соединений: ароматических колец, карбонильных, спиртовых и фенольных гидроксильных групп. Присутствие фенольного гидроксила подтверждается полосами поглощения (п.п.) при 1230 и 1410 см-1. Наличие метоксигруппы при ароматическом кольце подтверждается п.п. при 2850 см-1. Присутствие ароматического кольца доказывается п.п. при 1600 см-1. Кетогруппа в окружении алифатических радикалов дает п.п. при ≈ 1700 см-1. Наличие боковой фитильной цепи подтверждается п.п. при 1440-1480 см-1, а присутствие группировки –CH2CO– подтверждается п.п. при 1400-1440 см-1. Таким образом, в соответствии с Фиг. 2, доказываются следующие элементы ПФС: наличие ароматического кольца, соединённого с гидроксильной группой (фенольная часть), присутствие второго фенольного гидроксила, у которого водородный атом замещён на метильную группу (метоксигруппа), а также фитильной цепи, в которой имеется кетогруппа. Все эти элементы присутствуют в гингеролах и шогаолах, а также зингеролах и парадолах. The results obtained have been tested. The identification of polyphenolic compounds was carried out using IR spectroscopy (Fig. 2). The IR spectra of the isolated polyphenols contain bands due to bond vibrations characteristic of the main structural elements of phenolic compounds: aromatic rings, carbonyl, alcohol, and phenolic hydroxyl groups. The presence of phenolic hydroxyl is confirmed by absorption bands (pp) at 1230 and 1410 cm -1 . The presence of a methoxy group at the aromatic ring is confirmed by pp. at 2850 cm -1 . The presence of an aromatic ring is proved by pp. at 1600 cm -1 . The keto group surrounded by aliphatic radicals gives pp. at ≈ 1700 cm -1 . The presence of a side wick chain is confirmed by paragraphs. at 1440-1480 cm -1 , and the presence of the –CH 2 CO– group is confirmed by pp. at 1400-1440 cm -1 . Thus, in accordance with FIG. 2, the following elements of PFC are proved: the presence of an aromatic ring connected to a hydroxyl group (phenolic part), the presence of a second phenolic hydroxyl, in which a hydrogen atom is replaced by a methyl group (methoxy group), and a wick chain, in which there is a keto group. All these elements are present in gingerols and shogaols, as well as zingerols and paradols.

Содержащиеся в 1 г порошка ПФС (2,5 мг) составляют вычисляемую в соответствии с особенностями обмена веществ суточную дозу для крыс (Захаров А.А. Морфогенез внутренних органов мужской половой системы экспериментальных животных при иммуносупрессии и иммуностимуляции в постнатальном онтогенезе: дис. ... д-ра мед. наук. – Луганск, 2019. – 356 с.). Таким образом, полученный порошок, содержащий ПФС, можно в дальнейшем использовать в качестве дозированной биодобавки в экспериментальных исследованиях. Contained in 1 g of PPS powder (2.5 mg) make up the daily dose for rats, calculated in accordance with the characteristics of metabolism (Zakharov A.A. Morphogenesis of the internal organs of the male reproductive system of experimental animals during immunosuppression and immunostimulation in postnatal ontogenesis: dis. .. Doctor of Medical Sciences. - Lugansk, 2019. - 356 p.). Thus, the resulting powder containing PFC can be further used as a dosed dietary supplement in experimental studies.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет эффективно экстрагировать полифенольные соединения из корневищ имбиря с последующим концентрированием этих соединений на микрокристаллической целлюлозе. Способ также позволяет очистить выделяемые полифенольные соединения от низкомолекулярных примесей, что даёт возможность их дальнейшего использования в экспериментальной работе и клинических исследованиях.Thus, the proposed method makes it possible to effectively extract polyphenolic compounds from ginger rhizomes with subsequent concentration of these compounds on microcrystalline cellulose. The method also makes it possible to purify the isolated polyphenolic compounds from low molecular weight impurities, which makes it possible to further use them in experimental work and clinical studies.

Claims (1)

Способ выделения полифенолов из корневищ имбиря, заключающийся в экстрагировании полифенольных соединений из корневищ имбиря Zingiber officinale с помощью раствора этанола, отличающийся тем, что к измельчённым корневищам имбиря добавляют 40 %-ный водный раствор этанола в пропорции 1:7 по массе, тщательно перемешивают, кипятят на водяной бане в течение 15 минут, затем 10 дней настаивают при комнатной температуре, центрифугируют при 10000 оборотов в течение 30 минут и получают в супернатанте экстракт полифенолов; затем центрифугат пропускают через порошок микрокристаллической целлюлозы такой же массы, как измельчённые корневища имбиря, и обогащённую полифенолами пасту сушат на воздухе трое суток; полученный концентрат содержит 2,50±0,098 мг полифенольных соединений на 1 г высушенной массы.A method for isolating polyphenols from ginger rhizomes, which consists in extracting polyphenolic compounds from Zingiber officinale ginger rhizomes using an ethanol solution, characterized in that a 40% aqueous solution of ethanol is added to the crushed ginger rhizomes in a ratio of 1: 7 by weight, mixed thoroughly, boiled in a water bath for 15 minutes, then infused for 10 days at room temperature, centrifuged at 10,000 rpm for 30 minutes and a polyphenol extract is obtained in the supernatant; then the centrifugate is passed through microcrystalline cellulose powder of the same mass as the crushed ginger rhizomes, and the paste enriched with polyphenols is dried in air for three days; the resulting concentrate contains 2.50 ± 0.098 mg of polyphenolic compounds per 1 g of dried mass.
RU2019135539A 2019-11-05 2019-11-05 Method of extracting polyphenols from ginger rootstocks RU2740997C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019135539A RU2740997C1 (en) 2019-11-05 2019-11-05 Method of extracting polyphenols from ginger rootstocks

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019135539A RU2740997C1 (en) 2019-11-05 2019-11-05 Method of extracting polyphenols from ginger rootstocks

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2740997C1 true RU2740997C1 (en) 2021-01-22

Family

ID=74213378

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019135539A RU2740997C1 (en) 2019-11-05 2019-11-05 Method of extracting polyphenols from ginger rootstocks

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2740997C1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2289420C2 (en) * 2001-11-26 2006-12-20 Финцельберг Гмбх Унд Ко. Кг Ginger extract-based preparation

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2289420C2 (en) * 2001-11-26 2006-12-20 Финцельберг Гмбх Унд Ко. Кг Ginger extract-based preparation

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ali Ghasemzadeh et al "Optimization protocol for the extraction of 6-gingerol and 6-shogaol from Zingiber officinale var. rubrum Theilade and improving antioxidant and anticancer activity using response surface methodology" BMC Complementary and Alternative Medicine volume 15, Article number: 258 (2015). *
Mukherjee S., Mandal N., Dey A., Mondal B. An approach towards optimization of the extraction of polyphenolic antioxidants from ginger (Zingiber officinale). J Food Sci Technol. 2014; 51(11):3301-3308. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Nassar et al. Chemical constituents of clove (Syzygium aromaticum, Fam. Myrtaceae) and their antioxidant activity
Amoo et al. Antioxidant and acetylcholinesterase-inhibitory properties of long-term stored medicinal plants
Kao et al. Polyphenolic extract from Hibiscus sabdariffa reduces body fat by inhibiting hepatic lipogenesis and preadipocyte adipogenesis
Iftikhar et al. Effects of polyphenol‐rich traditional herbal teas on obesity and oxidative stress in rats fed a high‐fat–sugar diet
Sakulpanich et al. Extraction method for high content of anthraquinones from Cassia fistula pods
Elazzouzi et al. Total phenolic and flavonoid contents of Anacyclus pyrethrum Link plant extracts and their Antioxidant activity
Sindhu et al. Phytochemicals: extraction, isolation methods, identification and therapeutic uses: a review
Amini et al. Phytochemical screening and antioxidant activity of Heracleum afghanicum Kitamura leaves
Okpala et al. Effects of n-butanol fraction of Gongronema latifolium leave extract on some biochemical parameters in CCl4-induced oxidative damage in Wistar albino rats
Lamichhane et al. Angiopteris helferiana, a fern with great potential medicinal value: Antiadipogenic, anti-inflammatory, and anti-diabetic activity
Adewale et al. Assessing the ability of Polysaccharides extracted from Date Palm Fruit to salvage Wistar rats from cisplatin-linked hepatic damage
RU2740997C1 (en) Method of extracting polyphenols from ginger rootstocks
JP2023044668A (en) Anti-aging composition
Sutomo et al. Pharmacognostic study and antioxidant activity of sungkai (Peronema canescens Jack.) methanol extract from Indonesia
Taufiq et al. Antioxidant Activity of Ethanol and n-hexane Extracts of Javanese Bark (Lannea coromandelica) Using the DPPH Method
Vikhe et al. Antidiabetic effects of Semecarpus anacardium leaf extracts in streptozotocin-induced diabetes in rats
Doyinsola et al. Phytochemical, antioxidant and cytotoxicity properties of Anchomanes difformis (Bl.) Engl. tuber extract
Rizea et al. Comparative determinations of antioxidant free radical scavenging polyphenols in certain natural products by HPLC methods and UV-Vis spectrophotometry
Asha Tukappa et al. Standardization of extraction process for Rumex vesicarius L
Aimofumeh et al. Justicia secunda Vahl leaf fraction protects against acetaminophen-induced liver damage in rats by alleviating oxidative stress and enhancing membrane-bound phosphatase activities
Anisa et al. Antioxidant Activity Test of Sappan (Caesalpinia sappan L.) and Chinese Teak (Senna alexandrina) Extract Combination Using DPPH (1, 1 Diphenyl 2 Picrylhydrazyl) Free Radicals Scavenging Method
Hidayah et al. In Vitro Anti-inflammatory Activity of Bamboo Tali Leaf (Gigantochloa apus) Ethanol Extract
Urzua et al. Aristolochic acids in the roots of aristolochia chilensis, a dangerous Chilean medicinal plant
Eidah et al. Methanol extract of Euphorbia heterophylla leaf ameliorate liver and kidney damage in rats administered with potassium bromate
Sari et al. Antioxidant activity and marker compound levels of cempedak leaf (Artocarpus integer) extract in different solvent variations