Тамарикс (Tamarix ramosissima Ledeb) широко распространен в Евразии, в т.ч. на юге России в Прикаспийской низменности, Африке и Северной Америке (как инвазивный вид) [6]. Считается, что тамарикс является солевыделяющим галофитом (криногалофитом, криптогалофитом), который характеризуется способностью пропускать через себя большое количество ионов натрия и хлора и выделять их через специализированные органы (солевые железы) на поверхности фотосинтезирующих органов (листьев, веточек) в виде солей [6]. Некоторые авторы [8] считают, что различные виды кустарников тамарикса (Tamarix meyeri Boiss, Tamarix ramosissima Ledeb) образуют комплексы зарослей древовидных кустарников Северо-Западного Прикаспия и являются мощными агентами средообразовательного процесса, влияющего на рельеф поверхности, почвенно-гидрологические условия, плотность почвогрунтов, а также на структуру биогеоценозов и облик ландшафтов [8].
Астраханская область относится к региону юга России – Прикаспия, являющегося регионом с аридным климатом. Климат Астраханской области относится к умеренному, резко-континентальному, с высокими температурами летом и низкими зимой, с большими годовыми и суточными амплитудами температуры воздуха, высокой инсоляцией, малым количеством осадков и высоким уровнем залегания грунтовых вод (на глубине 1,5-2,0 м) [3, 7, 5, 10]. В регионе, где располагается АО, распространены 3 вида тамарикса. Род Tamarix семейства Tamaricaceae представляет собой небольшие древовидные кустарники, которые встречаются на юге Европы, Азии и Африки, в пустынях, полупустынях, степях и занимают господствующее положение среди растений. Известно около 15 видов рода Tamarix, которые относятся к солеустойчивым, не требовательным к почве, холодостойким, светолюбивым растениям. В Астраханском регионе встречаются, преимущественно, вдоль рек, рукавов и т.д., по краям рвов или искусственных водотоков, а также на солонцах, солончаках, барханных песках.
Известно, что тамарикс поглощает в почве не только NaCl, но и ионы Ca, Mg, K и др. [6]. В литературе обнаружены исследования химического состава тамарикса, где Тamarix ramosissima Ledeb обнаруживает основное вещество – эвгенол (2-метокси-4-аллилфенол), являющееся производным фенола. Известно, что эвгенол входит в состав многих эфирных масел, в т.ч. гвоздичного, лаврового, базиликового, коричного. Среди известной литературы не обнаружено сведений об антиокислительной (антиоксидантной) активности фенолсодержащих компонентов (биологическое активное вещество – эвгенол), выделенных и описанных в спиртовых экстрактах вида Tamarix ramosissima, произрастающих в Астраханском регионе с аридным климатом [2]. Одним из способов оценки АОА является колориметрия свободных радикалов, основанная на реакции DPPH (2,2-дифенил-1-пикрилгидразил (C18H12N5O6, M = 394,33), растворенного в этаноле, с образцом антиоксиданта (АН). В результате восстановления DPPH антиоксидантом снижается пурпурно-синяя окраска DPPH в этаноле, а реакция контролируется по изменению оптической плотности при 514 нм обычными методами спектрофотометрии [4].
Поэтому, целью данной работы было изучение антиоксидантной активности водно-спиртовых экстрактов различных органов растения Tamarix ramosissima рода Tamarix. Задачей исследования было установить способности экстрактов с различным процентным содержанием фенолсодержащих БАВ, улавливать свободные стабильные радикалы методом DPPH.
Материалы и методы исследования
Материалами для исследования были собраны в Приволжском районе во время вегетации фотосинтезирующие органы растения Tamarix ramosissima; соцветия, собранные во время цветения (май-июнь). Собранный растительный материал высушивали при постоянном поступлении воздуха в теневых условиях, до полной потери влаги (70-90 % влаги). Высушенные части растений измельчали, помещали в сосуды с водно-спиртовым раствором (40 %) и водной средой в соотношении 1:5, 1:10. Экстракцию проводили при постоянном перемешивании, комнатной температуре, в течение 5-7 дней до полного насыщения растворителя. Затем растительный экстракт фракционировали в приборе Клевенджера. Метод определения АОА. Приготовленные экстракты проходили через пастеризацию (при T = 85 °С), концентрацию до получения экстракта в дозе активного вещества 10 мкг/мл в 100 % водно-спиртовых экстрактах фотосинтезирующих частей и соцветий, 1 мкг/мл в 100 % водных экстрактах листьев тамарикса. В методе DPPH применялись экстракты фотосинтезирующих органов, соцветий тамарикса в 100 %, 50 %, 25 %, 10 %, 5 %, разведенных в этаноле для проведения реакции подавления DPPH. Исследование АОА в DPPH тесте проводили спектрофотометрическим методом со спиртовым раствором радикала DPPH при длине волны 517 нм. В результате статических испытаний измерения были проведены через 60 мин и затем были построены кривые зависимости % ингибирования радикалов DPPH от концентрации исходного антиоксиданта [1].
Результаты исследования и их обсуждение
Одним из основных показателей, характеризующих антиоксидантную активность (АОА) по методу DPPH, является EC50 – концентрация экстракта антиоксиданта, при которой наблюдается 50 %-ное ингибирование радикалов DPPH. Было определено условное значение EC50, которое внесено в таблицы, характеризующие результаты подавления активности радикала DPPH, принимающего участие в перекисном окислении и разрушении мембранных липидов.
Результаты антиокислительной АОА водно-спиртовых экстрактов фотосинтезирующих частей растений Tamarix ramosissima, содержащих фенольные соединения (в том числе соединения эвгенола) по величине оптической плотности обесцвечивания DPPH и % подавления активности радикала показаны в табл. 1. В таблице отражены соотношения биологически активных фенолсодержащих веществ в экстрактах, разведенных этанолом различных концентрациях.
Таблица 1
Антиоксидантная активность (АОА) фенольных соединений водно-спиртовых экстрактов (40 %) листьев T. ram
|
Пробы |
Величина ОП АОА |
% подавления DPPH |
EC50 мкг/мл |
|
Контроль |
1,687 |
2,05 |
0 |
|
Экстракт 100 % |
0,339 |
45,85 |
10 |
|
Экстракт 50 % |
0,422 |
38,00 |
5 |
|
Экстракт 25 % |
0,322 |
47,65 |
2,5 |
|
Экстракт 10 % |
0,694 |
20,25 |
1 |
|
Экстракт 5 % |
1,0675 |
8,55 |
0,5 |
Из представленных данных таблицы видно, что наибольшим поглощающим эффектом обладает экстракт фотосинтезирующих органов 25 % T. ramosissima, содержащий (EC50) 2,5 мкг/мл активного антиоксидантного компонента. Экстракты, содержащие 100 %, 50 % и другие соотношения фенольных соединений, обладали выраженной антиокислительной активностью в сравнении с контролем.
На основе проведенных экспериментальных работ охарактеризована поглощающая способность водных экстрактов фотосинтезирующих органов Tamarix ramosissima в различных соотношениях активного фенолсодержащего вещества в табл. 2.
Таблица 2
Антиоксидантная активность (АОА) фенольных соединений водных экстрактов фотосинтезирующих органов Tamarix ramosissima
|
Пробы |
Величина ОП АОА |
% подавления DPPH |
EC50 мкг/мл |
|
Контроль |
1,603 |
2,46 |
0 |
|
Экстракт 100 % |
0,482 |
32,76 |
1 |
|
Экстракт 50 % |
0,368 |
42,65 |
0,5 |
|
Экстракт 25 % |
0,576 |
26,4 |
0,25 |
|
Экстракт 10 % |
0,9705 |
10,8 |
0,1 |
Проведенный анализ полученных результатов антиокислительной активности водных извлечений из фотосинтезирующих органов выявил наибольший процент подавления активности радикала DPPH в концентрации активного вещества 0,5 мкг/мл, но процент подавления составил всего 42,6. По нашему мнению, это связано с меньшей возможностью извлечения фенольных соединений при водной экстракции. Однако положительные данные результатов, сравнивая с полученными значениями, свидетельствуют о том, что водная экстракция высвобождает антиоксидантные компоненты из фотосинтезирующих органов Tamarix ramosissima.
В табл. 3 представлены результаты полученных нами сравнительных данных антиоксидантной активности водно-спиртовых экстрактов других видов растений, собранных в тех же природных условиях.
Таблица 3
Сравнительная антиоксидантная активность АОА водно-спиртовых экстрактов растений
|
Пробы – экстракты |
Величина ОП АОА |
% подавления DPPH |
|
Контроль |
1,603 |
2,46 |
|
Плоды эфедры |
1,149 |
7,03 |
|
Соцветия эхинацеи |
0,593 |
25,43 |
|
Соцветия тамарикса 100 % |
0,4645 |
35,65 |
|
Соцветия тамарикса 50 % |
1,142 |
7,2 |
|
Соцветия тамарикса 25 % |
1,2455 |
5,8 |
|
Масло черного тмина |
0,999 |
10,25 |
На рисунке представлено в сравнении графическое отображение наблюдаемой антиоксидантной активности экстрактов некоторых других видов растений.
Сравнение способности водно-спиртовых экстрактов растений подавлять активность радикала DPPH (АОА)
Как видно из графика, соцветия тамарикса имеют сравнительный высокий показатель антиоксидантной активности, равный 35,6 % подавления DPPH, почти такое же подавление активности DPPH проявляет экстракт эхинацеи пурпурной. Остальные экстракты сильно отстают по значениям выделяемого показателя.
Анализируя полученные экспериментальные данные, можно выявить наиболее перспективные варианты полученных экстрактов фотосинтезирующих органов и соцветий тамарикса по уровню поглощения радикалов DPPH, которыми оказались 25 % соотношения водно-спиртовых экстрактов фотосинтезирующих органов и 100 % экстракты соцветий Tamarix ramosissima. Такие показатели позволяют более детально изучить наличие и количественное соотношение биологически активных веществ (возможно фенольного содержания) с антиоксидантными и другими биологически активными свойствами.