Сезонные изменения сорбционной активности полисахаридов сосны обыкновенной шишек (Pinus sylvestris L.)

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

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. 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. 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.  

1. 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.

2. 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.

3. 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.

4. Беленовская Л. М., Лесиовская Е. Е. Растительные ресурсы России: Компонентный состав и биологическая активность растений. СПб.: КМК; 2016. 333 с.

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.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. 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.

13. 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.

14. 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.

15. 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.

16. Кондратенко В. В., Кондратенко Т. Ю. О влиянии молекулярной массы на проявление сорбционных свойств пектиновыми веществами. Новые технологии. 2011;(2):20–26.

17. 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.

18. Оленников Д. Н., Танхаева Л. М. Методика количественного определения группового состава углеводного комплекса растительных объектов. Химия растительного сырья. 2006;(4):29–33.

19. Решетников В. И. Принципы разработки лекарственных форм сорбентов. Пермь: ГОУ ВПО ПГФА Росздрава; 2008. 196 с.

20. 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.