Профиль биологически активных веществ листьев аронии мичурина, произрастающей в условиях Центрального Черноземья

Введение. Арония Мичурина (Aronia × mitschurinii A.K. Skvortsov & Maitul) – вид, полученный путем скрещивания аронии черноплодной (Aronia melanocarpa (Michx.) Elliott) и рябины обыкновенной (Sorbus aucuparia L.). Данное растение более широко известно в литературе как рябина черноплодная. Арония Мичурина активно культивируется на территории Российской Федерации (РФ) и стран ближнего зарубежья для получения основного сырья – плодов. Не следует путать рябину черноплодную с аронией черноплодной, которая не произрастает в диком виде и практически не культивируется в РФ ввиду несъедобности плодов и малого декоративного значения растения. Листья, в отличие от плодов, рябины черноплодной пока не используются в качестве лекарственного растительного сырья (ЛРС). Однако, по предварительным исследованиям, являются перспективным источником БАВ (дубильные вещества, флавоноиды, лейкоантоцианы, витамины, комплекс микроэлементов и др.), проявляющих вяжущую, антиокислительную и противовоспалительную активность. Поэтому актуальной задачей является разработка показателей подлинности сырья по присутствию основных групп БАВ, а также методик и нормативов их количественного содержания для формирования проекта нормативной документации на листья аронии Мичурина.

Цель. Целью исследования являлось изучение профиля биологически активных веществ листьев аронии Мичурина, произрастающей на территории Центрального Черноземья РФ, для определения целевых групп, определяющих фармакологическую активность данного сырья.

Материалы и методы. Листья аронии Мичурина для исследования заготавливали в период технической зрелости плодов (август – сентябрь 2023 г.) от растения, культивируемого на территории г. Мичуринска (Тамбовской области), и высушивали. Проводили первичный скрининг на присутствие отдельных групп БАВ в листьях аронии Мичурина, применяя известные качественные реакции. Состав флавоноидов определяли методом тонкослойной хроматографии. Количественное определение основных групп БАВ проводили по известным методикам с применением современных физико-химических методов спектрофотометрии и капиллярного электрофореза.

Результаты и обсуждение. В листьях аронии Мичурина обнаружены дубильные вещества, флавоноиды, спирторастворимые сапонины, лейкоантоцианы, аминокислоты, аскорбиновая кислота и полисахариды в форме слизей. Алкалоиды обнаружены не были. При ТСХ-анализе флавоноидов обнаруживалось не менее 4 зон адсорбции с флуоресценцией желто-зеленого цвета, одна из которых идентифицирована как рутин. Содержание тиамина в листьях составило 0,99 ± 0,084 мг/кг; рибофлавина – 0,43 ± 0,025 мг/кг; холина – 44,4 ± 3,9 мг/кг; экстрактивных веществ – 31,52 ± 0,22 %; суммы флавоноидов в пересчете на рутин – 3,48 ± 0,21 %; суммы дубильных веществ в пересчете на катехин – 8,63 ± 0,32 %; суммы антоцианов в пересчете на цианидин-3-О-глюкозид – 11,62 ± 0,69 %. В листьях аронии Мичурина выявлено 17 аминокислот (суммарное содержание 5,88 %), 7 из них являются незаменимыми (2,71 %). Преобладающими аминокислотами являются лейцин и глутаминовая кислота – 18,37 и 10,88 % от суммарного содержания аминокислот соответственно. Определено также количественное содержание восьми свободных органических кислот (суммарное содержание 0,49 %). Преобладающими кислотами являются лимонная, яблочная и сорбиновая.

Заключение. В качестве целевых групп БАВ, отвечающих за фармакологическую активность аронии Мичурина листьев, наиболее рационально рассматривать комплекс полифенолов (флавоноиды, антоциановые соединения и дубильные вещества), содержание которых достаточно высоко. Согласно спектральным характеристикам доминирующими БАВ в сумме флавоноидов, дубильных веществ и антоцианов являются рутин, катехин и цианидин-3-О-глюкозид соответственно. Данный вид сырья может рассматривается как перспективный источник БАВ с целью дальнейшего получения лекарственных растительных препаратов с антиоксидантным, капилляропротекторным, вяжущим и противовоспалительным действием.

1. Виноградова Ю. К., Куклина А. Г. Арония Мичурина: от создания до натурализации. М.: ГЕОС; 2014. 137 с.

2. Куклина А. Г. Натурализация аронии Мичурина в лесах европейской части России. Лесохозяйственная информация. 2015;2:46–56.

3. Brand M. H., Connolly B. A., Levine L. H., Richards J. T., Shine S. M., Spencer L. E. Anthocyanins, total phenolics, ORAC and moisture content of wild and cultivated dark-fruited Aronia species. Scientia Horticulturae. 2017;224:332–342. DOI: 10.1016/j.scienta.2017.06.021.

4. Дейнека В. И., Третьяков М. Ю., Олейниц Е. Ю., Павлов А. А., Дейнека Л. А., Блинова И. П., Манохина Л. А. Определение антоцианов и хлорогеновых кислот в плодах рода арония: опыт хемосистематики. Химия растительного сырья. 2018;2:161–167. DOI: 10.14258/jcprm.2019024601.

5. Cvetanović A., Zengin G., Zeković Z.,Švarc-Gajić J., Ražić S., Damjanović A., Mašković P., Mitić M. Comparative in vitro studies of the biological potential and chemical composition of stems, leaves and berries Aronia melanocarpa’s extracts obtained by subcritical water extraction. Food and Chemical Toxicology. 2018;121:458–466. DOI: 10.1016/j.fct.2018.09.045.

6. Брежнева Т. А., Недолужко Е. И., Логвинова Е. Е, Гудкова А. А., Сливкин А. И. Изучение биологически активных веществ листьев рябины черноплодной. Вестник ВГУ. Серия: Химия. Биология. Фармация. 2018;2:306–311.

7. Абидуллина Р. Г., Пупыкина К. А., Денисова С. Г., Пупыкина В. В. Биохимический состав плодов некоторых представителей рода Sorbus L. коллекции Южно-Уральского ботанического сада. Химия растительного сырья. 2021;3:235–243. DOI: 10.14258/jcprm.2021037601.

8. Блинникова О. М. Витаминная ценность плодов аронии черноплодной. Вестник МичГАУ. 2013;2:56–59.

9. Блинникова О. М. Пищевая ценности плодов аронии черноплодной и перспективы их использования в производстве пищевых продуктов для функционального питания. «Инновационные технологии в АПК». В сб.: Международной научно-практической конференции. 2018. С. 294–298.

10. Гареева Г. М., Хасанова Л. А., Хасанова З. М. Целебные свойства аронии черноплодной (Aronia melanocarpa). Вестник Башкирского государственного педагогического университета им. М. Акмуллы. 2018;2:36–38.

11. Елисеева Л. Г., Блинникова О. М. Пищевая ценность плодов аронии черноплодной, выращенной в ЦЧР России. Известия вузов. Пищевая технология. 2013;4:111–112.

12. Елисеева Л. Г., Блинникова О. М. Плоды аронии черноплодной – источник витаминно-минеральных комплексов. Пищевая промышленность. 2013;4:28–29.

13. Недолужко Е. И., Брежнева Т. А., Логвинова Е. Е. и др. Изучение биологически активных веществ листьев рябины черноплодной. Университетская наука: взгляд в будущее. В сб.: Сборник научных трудов по материалам Международной научной конференции, посвященной 83-летию Курского государственного медицинского университета. 2018. С. 74–77.

14. Пугачева О. В., Свиридова О. Л., Брежнева Т. А., Сливкин А. И. Валидация методики количественного определения дубильных веществ в листьях рябины черноплодной. Вестник ВГУ. Серия: Химия. Биология. Фармация. 2022;1:98–104

15. Пугачева О. В., Брежнева Т. А., Сливкин А. И. Определение дубильных веществ в листьях рябины черноплодной различными аналитическими методами. В сб.: Сборник трудов седьмой научной конференции «Современные тенденции развития технологий здоровьесбережения». 2019. С. 292–298.

16. Пугачева О. В., Брежнева Т. А., Сливкин А. И. Определение дубильных веществ в листьях рябины черноплодной для выбора сроков заготовки сырья. В сб.: «Современные тенденции развития технологий здоровьесбережения», сборник материалов IX Международная научная конференция молодых ученых. 2021. С. 345–350.

17. Пугачева О. В., Брежнева Т. А., Сливкин А. И. Определение флавоноидов в листьях аронии мичурина методом ТСХ. «Пути и формы совершенствования фармацевтического образования. В сб.: Актуальные вопросы разработки и исследования новых лекарственных средств», сборник трудов 8-й Международной научно-методической конференции. 2022. С. 429–433.

18. Пугачева О. В., Тринеева О. В., Панова К. Е. Количественное определение антоцианов в листьях аронии Мичурина. В сб.: Пути и формы совершенствования фармацевтического образования. Актуальные вопросы разработки и исследования новых лекарственных средств. Сборник трудов 9-ой Международной научно-методической конференции. Воронеж. 2023. С. 356–359.

19. Пугачева О. В., Брежнева Т. А., Сливкин А. И. Разработка и валидация методики количественного определения флавоноидов в листьях аронии Мичурина. Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Химия. Биология. Фармация. 2023;3:92–99.

20. Суворова И. Н., Давыдов В. В., Прозоровский В. Н., Швец В. Н. Особенности проявления антиоксидантного действия экстракта листьев черноплодной рябины (Aronia melanocarpa) на головной мозг. Биомедицинская химия. 2005;51(1):66–71.

21. Ипатова О. М., Прозоровская Н. Н., Прозоровский В. Н., Княжев В. А., Баранова В. С., Груздьева А. Е. Экстракт листьев аронии, обладающий биологической активностью, и способ его получения. Патент РФ на изобретение № 2171111. Заявл. 05.05.2000. Опублик. 27.07.2001. Доступно по: https://patentimages.storage.googleapis.com/74/9a/85/256ef6a82683f1/RU2171111C1.pdf. Ссылка активна на 07.01.2024.

22. Efenberger-Szmechtyk M., Nowak A., Czyżowska A., Śniadowska M., Otlewska A., Żyżelewicz D. Antibacterial mechanisms of Aronia melanocarpa (Michx.), Chaenomeles superba Lindl. and Cornus mas L. leaf extracts. Food Chemistry. 2021;350:129218. DOI: 10.1016/j.foodchem.2021.129218.

23. Valcheva-Kuzmanova S., Kuzmanov K., Mihova V., Krasnaliev I., Borisova P., Belcheva A. Antihyperlipidemic effect of Aronia melanocarpa fruit juice in rats fed a high-cholesterol diet. Plant Foods for Human Nutrition. 2007;62(1):19–24. DOI: 10.1007/s11130-006-0036-2.

24. Martin D. A., Taheri R., Brand M. H., Draghi A., Sylvester F. A., Bolling B. W. Anti-inflammatory activity of aronia berry extracts in murine splenocytes. Journal of Functional Foods. 2014;8(1):68–75. DOI: 10.1016/j.jff.2014.03.004.

25. Ohgami K., Ilieva I., Shiratori K., Koyama Y., Jin X.-H., Yoshida K., Kase S., Kitaichi N., Suzuki Yu., Tanaka T., Ohno S. Anti-inflammatory effects of Aronia extract on rat endotoxin-induced uveitis. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 2005;46(1):275–281. DOI: 10.1167/iovs.04-0715.

26. Zhao Y., Liu X., Zheng Y., Liu W., Ding C. Aronia melanocarpa polysaccharide ameliorates inflammation and aging in mice by modulating the AMPK/SIRT1/NF-κB signaling pathway and gut microbiota. Scientific Reports. 2021;11(1):20558. DOI: 10.1038/s41598-021-00071-6.

27. Bell D. R. Gochenaur K. Direct vasoactive and vasoprotective properties of anthocyanin-rich extracts. Journal of Applied Physiology. 2006;100(4):1164–1170. DOI: 10.1152/japplphysiol.00626.2005.

28. Daskalova E., Delchev S., Vladimirova-Kitova L., Kitov S., Denev P. Black Chokeberry (Aronia melanocarpa) Functional Beverages Increase HDL-Cholesterol Levels in Aging Rats. Foods. 2021;10(7):1641. DOI: 10.3390/foods10071641.

29. Wu X., Gu L., Prior R. L., McKay S. Characterization of Anthocyanins and Proanthocyanidins in Some Cultivars of Ribes, Aronia, and Sambucus and Their Antioxidant Capacity. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2004;52(26):7846–7856. DOI: 10.1021/jf0486850.

30. Appel K., Meiser P., Millán E., Collado J. A., Rose T., Gras C. C., Carle R., Muñoz E. Chokeberry (Aronia melanocarpa (Michx.) Elliot) concentrate inhibits NF-κB and synergizes with selenium to inhibit the release of pro-inflammatory mediators in macrophages. Fitoterapia. 2015;105:73–82. DOI: 10.1016/j.fitote.2015.06.009.

31. Szopa A., Kokotkiewicz A., Kubica P., Banaszczak P., Wojtanowska-Krośniak A., Krośniak M., Marzec-Wróblewska U., Badura A., Zagrodzki P., Bucinski A., Luczkiewicz M., Ekiert H. Comparative analysis of different groups of phenolic compounds in fruit and leaf extracts of Aronia sp.: A. melanocarpa, A. arbutifolia, and A. ×prunifolia and their antioxidant activities. European Food Research and Technology. 2017;243:1645–1657. DOI: 10.1007/s00217-017-2872-8.

32. Cvetanović A., Zengin G., Zeković Z., Švarc-Gajić J., Ražić S., Damjanović A., Mašković P., Mitić M. Comparative in vitro studies of the biological potential and chemical composition of stems, leaves and berries Aronia melanocarpa’s extracts obtained by subcritical water extraction. Food and Chemical Toxicology. 2018;121:458–466. DOI: 10.1016/j.fct.2018.09.045.

33. Kim D.-W., Han H.-A., Kim J.-K., Kim D.-H., Kim M.-K. Comparison of Phytochemicals and Antioxidant Activities of Berries Cultivated in Korea: Identification of Phenolic Compounds in Aronia by HPLC/Q-TOF MS. Preventive Nutrition and Food Science. 2021;26(4):459–468. DOI: 10.3746/pnf.2021.26.4.459

34. Loo B.-M., Erlund I., Koli R., Puukka P., Hellström J., Wähälä K., Mattila P., Jula A. Consumption of chokeberry (Aronia mitschurinii) products modestly lowered blood pressure and reduced low-grade inflammation in patients with mildly elevated blood pressure. Nutrition Research. 2016;36(11):1222–1230. DOI: 10.1016/j.nutres.2016.09.005.

35. Ryszawa A., Kawczyńska-Drózdz A., Pryjma J., Czesnikiewicz-Guzik M., Adamek-Guzik T., Naruszewicz M., Korbut R., Guzik T. J. Effects of novel plant antioxidants on platelet superoxide production and aggregation in atherosclerosis. Journal of Physiology and Pharmacology. 2006;57(4):611–626.

36. Yu W., Gao J., Hao R., Yang J., Wei J. Effects of simulated digestion on black chokeberry (Aronia melanocarpa (Michx.) Elliot) anthocyanins and intestinal flora. Journal of Food Science and Technology. 2021;58(4):1511–1523. DOI: 10.1007/s13197-020-04664-3.

37. Yaneva M. P., Botushanova A. D., Grigorov L. A., Kokov J. L., Todorova E. P., Krachanova M. G. Evaluation of the immunomodulatory activity of Aronia in combination with apple pectin in patients with breast cancer undergoing postoperative radiation therapy. Folia Medica. 2002;44(1–2):22–25.

38. Matsumoto M., Hara H., Chiji H., Kasai T. Gastroprotective effect of red pigments in black chokeberry fruit (Aronia melanocarpa Elliot) on acute gastric hemorrhagic lesions in rats. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2004;52(8):2226–2229. DOI: 10.1021/jf034818q.

39. Kong Y., Yan T., Tong Y., Deng H., Tan C., Wan M., Wang M., Meng X., Wang Y. Gut Microbiota Modulation by Polyphenols from Aronia melanocarpa of LPS-Induced Liver Diseases in Rats. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2021;69(11):3312–3325. DOI: 10.1021/acs.jafc.0c06815.

40. Bolling B. W., Taheri R., Pei R., Kranz S., Yu M., Durocher S. N., Brand M. H. Harvest date affects aronia juice polyphenols, sugars, and antioxidant activity, but not anthocyanin stability. Food Chemistry. 2015;187:189–196. DOI: 10.1016/j.foodchem.2015.04.106.

41. Valcheva-Kuzmanova S., Borisova P., Galunska B., Krasnaliev I., Belcheva A. Hepatoprotective effect of the natural fruit juice from Aronia melanocarpa on carbon tetrachloride-induced acute liver damage in rats. Experimental and Toxicologic Pathology. 2004;56(3):195–201. DOI: 10.1016/j.etp.2004.04.012.

42. Pyun C.-W., Seo T.-S., Kim D.-J., Kim T.-W., Bae J.-S. Protective Effects of Ligularia fischeri and Aronia melanocarpa Extracts on Alcoholic Liver Disease (In Vitro and In Vivo Study). BioMed Research International. 2020. DOI: 10.1155/2020/9720387.

43. Bushmeleva K., Vyshtakalyuk A., Terenzhev D., Belov T., Parfenov A., Sharonova N., Nikitin E., Zobov V. Radical Scavenging Actions and Immunomodulatory Activity of Aronia melanocarpa Propylene Glycol Extracts. Plants (Basel). 2021;10(11):2458. DOI: 10.3390/plants10112458.

44. Государственная фармакопея российской федерации. XIV издание. В 4 томах. М.: Федеральная электронная медицинская библиотека; 2018. 7019 с.

45. Ладыгин Е. Я., Сафронич Л. Н., Отряшенкова В. Э., Баландина И. А., Гринкевич Н. И., Сорокина А. А., Сокольский И. Н., Глызин В. И., Молодожникова Л. М., Митин Ю. С., Самылина И. А., Ермакова В. А. Химический анализ лекарственных растений. М.: Высшая школа; 1983. 176 с.

46. ГОСТ Р 55569-2013 Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. Определение протеиногенных аминокислот методом капиллярного электрофореза. М.: Стандартинформ; 2014. 16 с.

47. Комарова Н. В., Каменцев Я. С. Практическое руководство по использованию систем капиллярного электрофореза «КАПЕЛЬ». СПб.: ООО «Веда»; 2006. 212 с.

48. Флоренская Н. К. Технохимический контроль качества сырья и комбикормов. М.: Колос; 1968. 120 с.

49. Штаркман И. Н. Антиоксидантные свойства аминокислот и образование долгоживущих радикалов белка под действием рентгеновского излучения. Дис. ... канд. биол. наук. Пущино; 2008. 21 с. Доступно по: https://www.dissercat.com/content/antioksidantnye-svoistva-aminokislot-i-obrazovanie-dolgozhivushchikh-radikalov-belka-pod-dei. Ссылка активна на 07.01.2024.

50. Тимофеева В. Н., Саманкова Н. В. Продукты переработки рябины садовой и аронии черноплодной. Пищевая промышленность. 2009;11:54–56.

51. Логвинова Е. Е., Брежнева Т. А., Самылина И. А., Сливкин А. И. Химический состав плодов аронии различных сортов. Фармация. 2015;6:22–26.

52. Блинникова О. М. Витаминная ценность плодов аронии черноплодной. Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. 2013;2:56–59.