Разработка методики количественного определения процианидинов в побегах боярышника перистонадрезанного (Crataegus pinnatifida BUNGE) с использованием плана Бокса-Бенкена

Побеги боярышника перистонадрезанного - перспективное ценное растительное сырье дальневосточных фитоценозов, заслуживающее внимания отечественной медицины. Одним из классов биологически активных веществ, обеспечивающих фармакотерапевтическую активность данного сырья, являются процианидины.

Цель - разработка методики количественного определения суммы процианидинов в побегах боярышника перистонадрезанного с привлечением методологии поверхностного отклика и плана Бокса-Бенкена.

Материалы и методы. Побеги боярышника перистонадрезанного заготавливали в 2024 году в фазу начала цветения в естественной природной популяции на территории Хабаровского края. Для количественного определения процианидинов использовали модифицированный метод Porter, основанный на кислотном гидролизе олигомерных процианидинов до антоцианидинов в присутствии катализатора Fe³⁺. Работу выполняли на спектрофотометре UV-1700, Shimadzu (Япония). Статистическую обработку результатов проводили в соответствии с ГФ XV издания ОФС.1.1.0013 «Статистическая обработка результатов физических, физико-химических и химических испытаний» с помощью пакетов прикладных компьютерных программ Microsoft Office Excel 2010 и Statistica 6.0.

Результаты. При разработке методики были оптимизированы условия экстракции процианидинов из побегов боярышника перистонадрезанного с помощью методологии поверхностного отклика и плана Бокса-Бенкена. Установлено, что максимальный выход процианидинов достигается при следующей комбинации параметров: экстрагент - спирт этиловый 54%; соотношение массы сырья к объему экстрагента - 1:116, время экстракции - 45 мин. Режим однократной экстракции является достаточным для выхода растворимой фракции процианидинов.

Заключение. Разработана методика количественного спектрофотометрического определения суммы процианидинов в побегах боярышника перистонадрезанного, которая будет использована для решения ряда вопросов, связанных со стандартизацией данного вида сырья.

1. Hammerstone J.F., Lazarus S.A., Schmitz H.H. Procyanidin content and variation in some commonly consumed foods. J Nutr. 2000;130(8):2086-2092. DOI: 10.1093/jn/130.8.2086S.

2. Valencia-Hernandez L.J., Wong-Paz J.E., Ascacio-Valdés J.A., Chávez-González M.L., Contreras-Esquivel J.C., Aguilar C.N. Procyanidins: from agro-industrial waste to food as bioactive molecules. Foods 2021;10(12):3152. DOI: 10.3390/foods10123152.

3. Zeng Y., Zhao L., Wang K., Renard C.M.G.C., Bourvellec C.L., Hu Z., Liu X. A-type proanthocyanidins: sources, structure, bioactivity, processing, nutrition, and potential applications Compr Rev Food Sci Food Saf. 2024;23(3):e13352. DOI: 10.1111/1541-4337.13352.

4. Rue E.A., Glinski J.A., Glinski V.B., van Breemen R.B. Ion mobility-mass spectrometry for the separation and analysis of procyanidins. J Mass Spectrom. 2020;55(2):e4377. DOI: 10.1002/jms.4377.

5. Rue E.A., Rush M.D., Breemen R.B. Procyanidins: а comprehensive review encompassing structure elucidation via mass spectrometry. Phytochem Rev. 2018;17(1):1-16. DOI: 10.1007/s11101-017-9507-3.

6. Nie F., Liu L., Cui J., Zhao Y., Zhang D., Zhou D., Wu J., Li B., et al. Oligomeric proanthocyanidins: an updated review of their natural sources, synthesis, and potentials. Antioxidants. 2023;12(5):1004. DOI: 10.3390/antiox12051004.

7. Alverina C., Ferni, Wirjatmadi B. Procyanidin and its benefits on aging: a literature review. IJMSCRS. 2022;2(8):762-769. DOI: 10.47191/ijmscrs/v2-i8-09.

8. Chen H., Wang W., Yu S., Wang H., Tian Z., Zhu S. Procyanidins and their therapeutic potential against oral diseases. Molecules. 2022;27(9):2932. DOI: 10.3390/molecules27092932.

9. Dasiman R., Nor N.M., Eshak Z., Mutalip S.S.M., Suwandi N.R., Bidin H. A review of procyanidin: updates on current bioactivities and potential health benefits. Biointerface Research in Applied Chemistry. 2022;12(5):5918-5940. DOI: 10.33263/BRIAC125.59185940.

10. Li S., Xu M., Niu Q., Xu S., Ding Y., Yan Y., Guo S., Li F. Efficacy of procyanidins against in vivo cellular oxidative damage: a systematic review and meta-analysis. PLoS One. 2015;10(10):e0139455. DOI: 10.1371/journal.pone.0139455.

11. Osakabe N., Fushimi T., Fujii Y. Hormetic response to B-type procyanidin ingestion involves stress-related neuromodulation via the gut-brain axis: preclinical and clinical observations. Front Nutr. 2022;(9):969823. DOI: 10.3389/fnut.2022.969823.

12. Ferni Alverina C., Mas’ud A. F. A systematic review of procyanidins: updates on current bioactivities and potential benefits in wound healing. IJMSCRS. 2022;2(8):718-723. DOI: 10.47191/ijmscrs/v2-i8-01.

13. Tian Y., Yang C., Yao Q., Qian L., Liu J., Xie X., Ma W., Nie X., et al. Procyanidin B2 activates PPARg to induce M2 polarization in mouse macrophages. Front Immunol. 2019;10:1895. DOI: 10.3389/fimmu.2019.01895.

14. Qaed E., Almoiliqy M., Al-Hamyari B., Qaid A., Alademy H., Al-Maamari A., Alyafeai E., Geng Z., et al. Procyanidins: a promising anti-diabetic agent with potential benefits on glucose metabolism and diabetes complications. Wound Rep Reg. 2023;31(5):688-699. DOI: 10.1111/wrr.13115.

15. Ruan W., Shen S., Xu Y., Ran N., Zhang H. Mechanistic insights into procyanidins as therapies for Alzheimer’s disease: a review. JFF. 2021;86:104683. DOI: 10.1016/j.jff.2021.104683.

16. Lee Y. Cancer Chemopreventive Potential of Procyanidin. Toxicol Res. 2017;33(4):273-282. DOI: 10.5487/TR.2017.33.4.273.

17. Lei Y., Deng X., Zhang Z., Chen J. Natural product procyanidin B1 as an antitumor drug for effective therapy of colon cancer. Exp Ther Med. 2023;26(5):506. DOI: 10.3892/etm.2023.12205.

18. Mao J.T., Lu Q-Y., Xue B., Neis P., Zamora F.D., Lundmark L., Qualls C., Massie L. A pilot study of a grape seed procyanidin extract for lung cancer chemoprevention. Cancer Prev Res (Phila). 2019;12(8):557-566. DOI: 10.1158/1940-6207.

19. Xue B., Lu Q.-.Y, Massie L., Qualls C., Mao J.T. Grape seed procyanidin extract against lung cancer: the role of microrna-106b, bioavailability, and bioactivity. Oncotarget. 2018;9(21):15579-15590. DOI: 10.18632/oncotarget.24528.

20. Hellenbrand N., Sendker J., Lechtenberg M., Petereit F., Hensel A. Isolation and quantification of oligomeric and polymeric procyanidins in leaves and flowers of Hawthorn (Crataegus spp.). Fitoterapia. 2015;104:14-22. DOI: 10.1016/j.fitote.2015.04.010.

21. Sendker J., Petereit F., Lautenschläger M., Hellenbrand N., Hensel A. Phenylpropanoid-substituted procyanidins and tentatively identified procyanidin glycosides from Hawthorn (Crataegus spp.). Planta Med. 2013;79(1):45-51. DOI: 10.1055/s-0032-1327926.

22. Svedstroёm U., Vuorela H., Kostiainen R., Tuominen J., Kokkonen J., Rauha J.P., Laakso I., Hiltunen R. Isolation and identification of oligomeric procyanidins from Crataegus leaves and flowers. Phytochemistry. 2002;60(8):821-825.

23. Kumar D., Arya V., Bhat Z.A., Khan N.A., Prasad D.N. The genus Crataegus: chemical and pharmacological perspectives. Rev Bras Farmacogn. 2012;22(5): 1187-1200. DOI: 10.1590/S0102-695Х2012005000094.

24. Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств (в пределах бывшего СССР). Санк-Петербург: Мир и семья, 1995. 992 с.END: ZBKYNV.

25. Han X., Zhou Q., Gao Z., Xu G.B., Chen H., Chitrakar B., Sun Y., Zhao W., et al. Characterization of procyanidin extracts from hawthorn (Crataegus pinnatifida) in human colorectal adenocarcinoma cell line Caco-2, simulated digestion, and fermentation identified unique and novel prebiotic properties. Food Res Int. 2023;165:112393. DOI: 10.1016/J.FOODRES.2022.112393.

26. Li R., Luan F., Zhao Y., Wu M., Lu Y., Tao C., Zhu L., Zhang C., et al. Crataegus pinnatifida: A botanical, ethnopharmacological, phytochemical, and pharmacological overview. J Ethnopharmacol. 2023;301(16): 115819. DOI: 10.1016/j.jep.2022.115819.

27. Porter L.J., Hrstich L.N., Chan B.G. The conversion of procyanidins and prodelphinidins to cyanidin and delphinidin. Phytochemistry. 1986;25(1):223-230. DOI: 10.1016/s0031-9422(00)94533-3.

28. Ferreira S.L.C., Bruns R.E., Ferreira H.S., Matos G.D., David J.M., Brandão G.C., Da Silva G.C.P, Portugal L.A., et al. Box-Behnken design: An alternative for the optimization of analytical methods. Analytica Chimica Acta. 2007;597(2):179-186. DOI: 10.1016/J.ACA.2007.07.011.