pharmjournalРазработка и регистрация лекарственных средствDrug development & registration2305-20662658-5049LLC «CPHA»10.33380/2305-2066-2022-11-4(1)-79-84pharmjournal-1402Research ArticleМЕТОДЫ АНАЛИЗА ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВANALYTICAL METHODSСезонные изменения сорбционной активности полисахаридов сосны обыкновенной шишек (Pinus sylvestris L.)Seasonal Changes in the Sorption Activity of Water-soluble Polysaccharides in Scotch Pine Cones (Pinus sylvestris L.)https://orcid.org/0000-0001-9464-1869ГуляевД. К.GulyaevD. K.

614990, г. Пермь, ул. Полевая, д. 2

2, Polevaya str., Perm, 614990

dkg2014@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5193-3976БелоноговаВ. Д.BelonogovaV. D.

614990, г. Пермь, ул. Полевая, д. 2

2, Polevaya str., Perm, 614990

ФГБОУ ВО «Пермская государственная фармацевтическая академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО ПГФА Минздрава России)РоссияFederal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Perm State Pharmaceutical Academy" of the Ministry of Health of the Russian FederationRussian Federation202227122022114Приложение 17984Copyright © Гуляев Д.К., Белоногова В.Д., 20222022Гуляев Д.К., Белоногова В.Д.Gulyaev D.K., Belonogova V.D.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.pharmjournal.ru/jour/article/view/1402Введение

Введение. В настоящее время остро стоит проблема повышения эффективности использования лесных ресурсов. Одним из таких ресурсов являются шишки сосны обыкновенной, которые остаются на местах рубки леса. Полисахариды сосны обыкновенной шишек обладают выраженной сорбционной активностью, однако остается не ясным влияет ли на сорбционную активность, в каком месяце проводилась заготовка сырья.

Цель

Цель. Исследование содержания, сорбционной активности и молекулярной массы водорастворимых полисахаридов сосны обыкновенной шишек в разные сезоны года.

Материалы и методы

Материалы и методы. Водорастворимый полисахаридный комплекс (ВРПК) сосны обыкновенной шишек получали по методике, основанной на известной схеме разделения углеводов по Бэйли с соавторами. ВРПК получали из образцов сосны обыкновенной шишек, заготовленных с июля по март. Определение содержания ВРПК сосны обыкновенной шишек проводили спектрофотометрически, модифицированным антрон-серным методом Дрейвуда. Определение сорбционной активности полисахаридов проводили по метиленовому синему. Молекулярную массу полисахаридов определяли вискозиметрическим методом.

Результаты и обсуждение

Результаты и обсуждение. Определено содержание ВРПК в шишках сосны обыкновенной с июля по март. Самый высокий выход ВРПК отмечен в зимний период (3,24 ± 0,31 %), а наименьший – в летний (0,46 ± 0,01 %). Исследована сорбционная активность ВРПК шишек сосны обыкновенной по метиленовому синему с июля по март in vitro. Установлено, что наибольшей сорбционной активностью ВРПК обладает в октябре (230,69 ± 4,18 %) и ноябре (243,30 ± 9,43 %). Сорбционная активность ВРПК превышает активность препаратов сравнения угля активированного (230,9 ± 2,34 мг/г) и диоксида кремния коллоидного («Полисорб МП») (211,5 ± 1,87 мг/г). Определена средняя молекулярная масса ВРПК шишек сосны обыкновенной с июля по март. Средняя молекулярная масса ВРПК находится в пределах от 6 872,27 до 21 598,06. Установлена зависимость сорбционной активности ВРПК сосны обыкновенной шишек от молекулярной массы.

Заключение

Заключение. Водорастворимый полисахаридный комплекс сосны обыкновенной шишек, полученный в разное время года, обладает разной сорбционной активностью, которая зависит от молекулярной массы полисахарида. Наибольшее содержание и сорбционная активность ВРПК шишек сосны обыкновенной совпадает с периодом заготовки древесины, что обуславливает практическое применение шишек и перспективу дальнейших исследований.  

Introduction

Introduction. Currently, there is much tension around the issue of increasing the efficiency of use of forest resources. One of these resources are scotch pine cones, which remain at the felling areas. Polysaccharides of scotch pine cones have a significant sorption activity; however, it remains unclear does the month, when raw materials were collected, affect the sorption activity.

Aim

Aim. The research of the content, sorption activity and molecular weight of water-soluble polysaccharides of scotch pine cones in different seasons of the year.

Materials and methods

Materials and methods. Water-soluble polysaccharide complex (WSPC) of scotch pine cones was obtained with a method based on the well-known scheme for the carbohydrates separation according to Bailey et al. WSPC was obtained from the samples of scotch pine cones collected from July till March. Determination of the content of scots pine cones WSPC was spectrophotometrically carried out, with the modified Draywood anthrone-sulfurous method. The sorption activity of polysaccharides was determined by the methylene blue. The molecular weight of polysaccharides was identified by the viscosimetric method.

Results and discussion

Results and discussion. The content of WSPC in scotch pine cones from July till March was identified. The highest yield of WSPC was registered in winter (3.24 ± 0.31 %), and the lowest in summer (0.46 ± 0.01 %). The sorption activity of scotch pine cones WSPC in terms of methylene blue from July till March was researched in vitro. It was found that WSPC has the highest sorption activity in October (230.69 ± 4.18 %) and November (243.30 ± 9.43 %). The WSPC sorption activity is above the activity of standard medications: absorbent carbon (230.9 ± 2.34 mg/g) and colloidal silicon dioxide ("Рolisorb MP") (211.5 ± 1.87 mg/g). The average molecular weight of scotch pine cones WSPC from July till March was determined. The average molecular weight of WSPC is in the range from 6 872,27 to 21 598,06. The dependence of the scotch pine cones WSPC sorption activity on the molecular weight was registered.

Conclusion

Conclusion. The water-soluble polysaccharide complex of scotch pine cones, obtained at different seasons, has different sorption activity, which depends on a polysaccharide molecular weight. The highest content and sorption activity of scotch pine cones WSPC matches with the period of wood production, which stipulates a practical use of cones and directions for future research.

сосна обыкновеннаясосновыеполисахаридысорбционная активностьмолекулярная массаscotch pinepinaceaepolysaccharidessorption activitymolecular weightИсследование проведено при финансовой поддержке Пермского научно-образовательного центра «Рациональное недропользование», 2022 год.The study was carried out with the financial support of the Perm Scientific and Educational Center "Rational Subsoil Use", 2022.ReferencesLee A. R., Roh S. S., Lee E. S., Min Y. H. Anti-oxidant and anti-melanogenic activity of the methanol extract of Pine cone. Asian Journal Beauty Cosmetology. 2016;(14):301–308. DOI: 10.20402/ajbc.2016.0055.Lee A. R., Roh S. S., Lee E. S., Min Y. H. Anti-oxidant and anti-melanogenic activity of the methanol extract of Pine cone. Asian Journal Beauty Cosmetology. 2016;(14):301–308. DOI: 10.20402/ajbc.2016.0055.Wang L., Li X., Wang H. Physicochemical properties, bioaccessibility and antioxidant activity of the polyphenols from pine cones of Pinus Koraiensis. International Journal of Biological Macromolecules. 2019;126:385–391. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2018.12.145.Wang L., Li X., Wang H. Physicochemical properties, bioaccessibility and antioxidant activity of the polyphenols from pine cones of Pinus Koraiensis. International Journal of Biological Macromolecules. 2019;126:385–391. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2018.12.145.Latos-Brozio M., Masek A., Chrzescijanska E., Podsedek A., Kajszczak D. Characteristics of the polyphenolic profile and antioxidant activity of cone extracts from conifers determined using electrochemical and spectrophotometric methods. Antioxidants. 2021;10(11):1723–1737. DOI: 10.3390/antiox10111723.Latos-Brozio M., Masek A., Chrzescijanska E., Podsedek A., Kajszczak D. Characteristics of the polyphenolic profile and antioxidant activity of cone extracts from conifers determined using electrochemical and spectrophotometric methods. Antioxidants. 2021;10(11):1723–1737. DOI: 10.3390/antiox10111723.Беленовская Л. М., Лесиовская Е. Е. Растительные ресурсы России: Компонентный состав и биологическая активность растений. СПб.: КМК; 2016. 333 с.Belenovskaya L. M., Lesiovskaya E. E. Plant resources of Russia: Component composition and biological activity of plants. St. Petersburg: KMK; 2016. 333 p. (In Russ.)Lee S., Kim W. B., Park S. H., Kim M., Kim D., Park J., Hwang D. Y., Lee H. Biological properties of butanol extracts from green pine cone of Pinus densiflora. Food Science and Biotechnology. 2018;27(5):1485–1492. DOI: 10.1007/s10068-018-0382-5.Lee S., Kim W. B., Park S. H., Kim M., Kim D., Park J., Hwang D. Y., Lee H. Biological properties of butanol extracts from green pine cone of Pinus densiflora. Food Science and Biotechnology. 2018;27(5):1485–1492. DOI: 10.1007/s10068-018-0382-5.Diao Y., Chen B., Wei L., Wang Z. Polyphenols (S3) isolated from cone scales of pinus koraiensis alleviate decreased bone formation in rat under simulated microgravity. Sientific reports. 2018;(8):12719–12732. DOI: 10.1038/s41598-018-30992-8.Diao Y., Chen B., Wei L., Wang Z. Polyphenols (S3) isolated from cone scales of pinus koraiensis alleviate decreased bone formation in rat under simulated microgravity. Sientific reports. 2018;(8):12719–12732. DOI: 10.1038/s41598-018-30992-8.Lee S. H., Jang T. W., Choi J. S., Mun J. Y., Park J. H. Inhibitory effects of pine cone (Pinus densiflora) on melanogenesis in B16F10 melanoma cells. Journal of Plant Research. 2019;32(4):275–281. DOI: 10.7732/kjpr.2019.32.4.275.Lee S. H., Jang T. W., Choi J. S., Mun J. Y., Park J. H. Inhibitory effects of pine cone (Pinus densiflora) on melanogenesis in B16F10 melanoma cells. Journal of Plant Research. 2019;32(4):275–281. DOI: 10.7732/kjpr.2019.32.4.275.Shao S., Yi J., Regenstein J.M., Cheng C., Zhang H., Zhao H., Wang H. Protective effects on 60Co-γ radiation damage of pine cone polyphenols from Pinus koraiensis-loaded chitosan microspheres in vivo. Molecules. 2018;23:1392–1406. DOI: 10.3390/molecules23061392.Shao S., Yi J., Regenstein J.M., Cheng C., Zhang H., Zhao H., Wang H. Protective effects on 60Co-γ radiation damage of pine cone polyphenols from Pinus koraiensis-loaded chitosan microspheres in vivo. Molecules. 2018;23:1392–1406. DOI: 10.3390/molecules23061392.Grimaldi R., Swann J. R., Vulevic J., Gibson G. R., Costabile A. Fermentation properties and potential prebiotic activity of Bimuno galacto-oligosaccharide (65 % galacto-oligosaccharide content) on in vitro gut microbiota parameters. British Journal of Nutrition. 2016;(116):480–486. DOI: 10.1017/S0007114516002269.Grimaldi R., Swann J. R., Vulevic J., Gibson G. R., Costabile A. Fermentation properties and potential prebiotic activity of Bimuno galacto-oligosaccharide (65 % galacto-oligosaccharide content) on in vitro gut microbiota parameters. British Journal of Nutrition. 2016;(116):480–486. DOI: 10.1017/S0007114516002269.Zhan Y., An X., Wang S., Sun M., Zhou H. Basil polysaccharides: A review on extraction, bioactivities and pharmacological applications. Bioorganic and Medicinal Chemistry. 2020;28(1):115179. DOI: 10.1016/j.bmc.2019.115179.Zhan Y., An X., Wang S., Sun M., Zhou H. Basil polysaccharides: A review on extraction, bioactivities and pharmacological applications. Bioorganic and Medicinal Chemistry. 2020;28(1):115179. DOI: 10.1016/j.bmc.2019.115179.Chu L., Yang L., Lin L., Wei J., Wang N., Xu M., Qiao G., Zheng G. Chemical composition, antioxidant activities of polysaccharide from Pine needle (Pinus massoniana) and hypolipidemic effect in high-fat diet-induced mice // International Journal of Biological Macromolecules. 2019;125(15):445–452. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2018.12.082.Chu L., Yang L., Lin L., Wei J., Wang N., Xu M., Qiao G., Zheng G. Chemical composition, antioxidant activities of polysaccharide from Pine needle (Pinus massoniana) and hypolipidemic effect in high-fat diet-induced mice // International Journal of Biological Macromolecules. 2019;125(15):445–452. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2018.12.082.Zhao Q., Qin J., Wang H., Wang J., Zhang X. Effects of different extraction methods on the properties of pine cone polysaccharides from Pinus koraiensis. BioResources. 2019;14(4):9945–9956.Zhao Q., Qin J., Wang H., Wang J., Zhang X. Effects of different extraction methods on the properties of pine cone polysaccharides from Pinus koraiensis. BioResources. 2019;14(4):9945–9956.Hwang J., Yadav D., Lee P. C., Jin J. O. Immunomodulatory effects of polysaccharides from marine algae for treating cancer, infectious disease, and inflammation. 2022;36(2):761–777. DOI: 10.1002/ptr.7348.Hwang J., Yadav D., Lee P. C., Jin J. O. Immunomodulatory effects of polysaccharides from marine algae for treating cancer, infectious disease, and inflammation. 2022;36(2):761–777. DOI: 10.1002/ptr.7348.Гуляев Д. К., Суменкова А. М., Белоногова В. Д., Рудакова И. П., Курицын А. В. Сорбционная активность полисахаридов древесной зелени и шишек сосны обыкновенной. Вестник Смоленской государственной медицинской академии. 2020;19(3):208–213. DOI: 10.37903/vsgma.2020.3.29.Gulyaev D. K., Sumenkova A. M., Belonogova V. D., Rudakova I. P., Kuritsyn A. V. Sorption activity of polysaccharides of woody greens and pine cones. Bulletin of the Smolensk State Medical Academy. 2020;19(3):208–213. (In Russ.) DOI: 10.37903/vsgma.2020.3.29.Xu R. B., Yang X., Wang J., Zhao H. T., Lu W. H., Cui J., Cheng C. L., Zou P., Huang W. W., Wang P., Li W. J., Hu X. L. Chemical composition and antioxidant activities of three polysaccharide fractions from pine cones. Int. J. Mol. Sci. 2012;(13):14262-14277. DOI: 10.3390/ijms131114262.Xu R. B., Yang X., Wang J., Zhao H. T., Lu W. H., Cui J., Cheng C. L., Zou P., Huang W. W., Wang P., Li W. J., Hu X. L. Chemical composition and antioxidant activities of three polysaccharide fractions from pine cones. Int. J. Mol. Sci. 2012;(13):14262-14277. DOI: 10.3390/ijms131114262.Кондратенко В. В., Кондратенко Т. Ю. О влиянии молекулярной массы на проявление сорбционных свойств пектиновыми веществами. Новые технологии. 2011;(2):20–26.Kondratenko V. V., Kondratenko T. Y. On the influence of molecular weight on the manifestation of sorption properties of pectin substances. New technologies. 2011;(2):20–26. (In Russ.)Bailey R. W., Haq S., Hassid W. Z. Carbohydrate composition of particulate preparations from mung bean (Phaseolus aureus) shoots. Phytochemistry. 1967;6(2):293–301.Bailey R. W., Haq S., Hassid W. Z. Carbohydrate composition of particulate preparations from mung bean (Phaseolus aureus) shoots. Phytochemistry. 1967;6(2):293–301.Оленников Д. Н., Танхаева Л. М. Методика количественного определения группового состава углеводного комплекса растительных объектов. Химия растительного сырья. 2006;(4):29–33.Olennikov D. N., Tankhaeva L. M. Method of quantitative determination of the group composition of the carbohydrate complex of plant objects. Chemistry of plant raw materials. 2006;(4):29–33. (In Russ.)Решетников В. И. Принципы разработки лекарственных форм сорбентов. Пермь: ГОУ ВПО ПГФА Росздрава; 2008. 196 с.Reshetnikov V. I. Principles of development of medicinal forms of sorbents. Perm: GOU VPO PGFA Roszdrava; 2008. 196 p. (In Russ.)Карибова Т. Г., Аджиахметова С. Л., Мыкоц Л. П., Оганесян Э. Т. Некоторые физико-химические характеристики полисахаридов ягод крыжовника отклоненного Grossularia reclinata (L.) MILL. Фармация и фармакология. 2015;3(3):49–52. DOI: 10.19163/2307-9266-2015-3-3(10)-49-52.Karepova T. G., Adjiakhmetova S. L., Mykots L. P., Oganesyan E. T. Some physico-chemical characteristics of polysaccharides of gooseberry berries rejected Grossularia reclinata (L.) MILL. Pharmacy and pharmacology. 2015;3(3):49–52. (In Russ.) DOI: 10.19163/2307-9266-2015-3-3(10)-49-52.

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