Специальная часть

1. Понятие о полисахаридах, их классификация. Физические и химические свойства. Распространение в растениях. Роль для растений. Оценка качества сырья, методы анализа. Пути использования сырья, медицинское применение.

Углеводами называются полигидроксильные соединения, содержащие альдегидные или кетогруппы, или образующие такие группы при гидролизе. Это самые распространенные в природе органические вещества.

Значение углеводов для растений исключительно велико. Они составляют до 85-90% веществ, слагающих растительный организм. Углеводы относятся к первичным продуктам метаболизма, образуются в процессе фотосинтеза.

Классификация углеводов.

Углеводы на основании их химического строения принято разделять на 3 группы:

1. Моносахариды;

2. Полисахариды первого порядка (олигосахариды: 2-4 моносахара);

3. Полисахариды второго порядка, которые, в свою очередь подразделяются на гомогликаны (гомополисахариды) и гетерогликаны (гетерополисахариды).

В медицине наибольшее значение имеют полисахариды второго порядка

По физиологической роли в растениях выделяют группы:

1. Метаболиты (моносахара и олигосахариды);

2. 2. Запасные питательные вещества (олигосахариды и полисахариды: крахмал, инулии т.д.);

3. 3.Структурные или скелетные вещества (полисахариды: клетчатка, пектиновые вещества).

4. 4. Защитные вещества (камеди, слизи).

Полисахариды (гликаны) – природные полимерные высокомолекулярные продукты конденсации 5 и более моносахаридов и их производных, соединенных О-гликозидными связями и образующих линейные или разветвленные цепи. Гомополисахариды (крахмал, клетчатка) состоят из моносахаридных единиц (мономеров) одного типа, гетерополисахариды (инулин, пектиновые вещества, слизи, камеди) - из остатков различных сахаров и их производных.

Физико-химические свойства полисахаридов

Полисахариды – это твердые аморфные (реже кристаллические) вещества, нерастворимые в спирте и неполярных органических растворителях. Растворимость в воде у разных представителей существенно различается: некоторые линейные гомополисахариды в воде не растворяются из-за прочных межмолекулярных связей, а сложные или разветвленные полисахариды либо растворяются в воде, либо образуют гели. Обычно бесцветны, без вкуса и запаха. Полисахариды подвергаются кислотному или ферментативному гидролизу с образованием моно- или олигосахаридов.

Количественное определение. Гравиметрический метод (осаждение 95% спиртом из водного извлечения).

Сушка предпочтительнее искуственная при температуре 50-60⁰С. 1. Гомополисахариды

1.1. Целлюлоза (клетчатка) – составляет основную массу клеточных стенок (особенно вторичных оболочек). Гомополисахарид, от 1400 до 10000 остатков глюкозы, соединенных 1-4 - гликозидными связями в линейные цепи. Линейные молекулы водородными связями соединяются в пучки – мицеллы (до 60 молекул). Мицеллы образуют сетчатые структуры. Подвергается кислотному гидролизу (с конц. серной кислотой). В воде нерастворима.

1.2. Крахмал – один из важнейших представителей гомополисахаридов. В растениях является главным энергетическим запасным материалом. Крахмал запасается в клетках в виде крахмальных зерен. Размер крахмальных зерен колеблется в пределах от 0,002 до 0,15 мм (наиболее крупные крахмальные зерна у картофеля, а наиболее мелкие – у риса и гречихи). Они имеют слоистую структуру и у разных видов растений различаются по форме – овальной, сферической или неправильной.

Качественная реакция на крахмал – синее окрашивание с реактивом Люголя.

Четыре основных растительных источника крахмала – картофель, кукуруза, рис, пшеница.

Крахмал не является химически индивидуальным веществом; он состоит на 96-98% из полисахаридов, образующих при кислотном гидролизе глюкозу; из минеральных веществ, которые представлены, в основном, остатками фосфорной кислоты; из высокомолекулярных жирных кислот, таких как пальмитиновая и стеариновая.

Углеводная часть крахмала также неоднородна и состоит из двух полисахаридов, различающихся по физическим и химическим свойствам - амилозы и амилопектина. Амилопектин в крахмале количественно преобладает над амилозой, составляя около 75%.

1.2.1. Амилоза имеет молекулярную массу 32000-160000 единиц. Водные растворы амилозы весьма нестойки и при стоянии из них выделяются кристаллические осадки, вязкость растворов невысока. В молекуле амилозы остатки глюкозы связаны -гликозидными связями только между 1-м и 4-м углеродными атомами, образуя при этом длинную линейную цепочку:

Линейные цепи амилозы, состоящие из 60-300 (до 1000) остатков глюкозы, способны спирально свертываться и таким образом принимать более компактную форму.

С раствором йода в йодистом калии водная суспензия амилозы дает темно-синюю окраску, исчезающую при нагревании и вновь появляющуюся при охлаждении.

1.2.2. Амилопектин содержит 3000-6000 (до 20000) остатков глюкозы. Он растворяется в воде лишь при нагревании (под давлением) и дает очень вязкие и чрезвычайно стойкие растворы. В молекуле амилопектина гликозидные остатки соединены -гликозидными связями не только между 1-м и 4-м углеродными атомами, но и между 1-м и 6-м атомами, образуя таким образом разветвленную структуру. Компактность амилопектина обеспечивается интенсивным ветвлением цепей:

Водная суспензия амилопектина окрашивается раствором йода в йодистом калии в красно-фиолетовый цвет.

В холодной воде крахмал набухает, а при нагревании дает вязкие коллоидные растворы (клейстер).

В медицинской практике крахмал в основном используется в качестве наполнителя. В хирургии – для приготовления неподвижных повязок. Используется в присыпках, мазях, пастах. Внутрь применяют как обволакивающее средство.

2. Гетерополисахариды.

2.1. Представителем гетерополисахаридов является инулин. Он относится к группе фруктозанов, т.е. полимеров, построенных из остатков фруктозы. Подобно крахмалу, представляет собой важное запасное вещество многих растений. Полимерная цепь инулина линейна, построена из 34-36 остатков фруктозы, соединенных -гликозидной связью между 1-м и 2-м углеродными атомами и заканчивается нередуцированным остатком -D- глюкопиранозы:

Инулин растворим в воде, осаждается спиртом. В большом количестве содержится в подземных органах видов из семейств Астровых и Колокольчиковых (заменяет крахмал). Сырье, богатое инулином используется в БАД, применяемых при заболеваниях диабетом.

Качественная реакция на инулин (реакция Молиша): α-нафтол в присутствии конц. серной кислоты дает фиолетово-розовое или красно-фиолетовое окрашивание.

К полисахаридам по химической структуре близка группа веществ, называемых полиуронидами - высокомолекулярных соединений, построенных по типу полисахаридов из остатков уроновых кислот. Из наиболее важных с медицинской точки зрения продуктов растительного происхождения к ним относятся пектиновые вещества, камеди, слизи, альгиновая кислота.

2.2. Камеди (гумми) – смеси гомо- и гетерополисахаридов и полиуронидов (гумми – с обязательным участием уроновых кислот). Камеди образуются в результате перерождения клеточных стенок, клеток сердцевины, сердцевинных лучей и т.д.; клетки при этом разрушаются. Камеди выделяются растениями во внешнюю среду в виде прозрачных скоплений (комковатых, ленточных и др.). Применяются для приготовления эмульсий, таблеток, пилюль. Раньше использовались как эмульгаторы.

2.3. Слизи образуются в растениях в результате “слизистого” перерождения клеточных стенок и содержимого клеток в процессе естественного функционирования растений и их органов; клетки при этом не разрушаются. Биологическая роль слизей в растениях: запасные вещества, резерв воды, способствуют распространению семян.

Выделяют две группы слизей: нейтральные (на основе галактозы, маннозы, арабинозы, глюкозы); присутствуют в орхидных (салеп), лилейных, бобовых; кислые (в их составе – уроновые кислоты со свободными незамещенными карбоксильными группами); присутствуют в семенах льна, корнях алтея, листьях подорожника.

5. 

Слизи – твердые аморфные вещества, хорошо растворимы в воде, нерастворимы в спирте и неполярных растворителях. Сладковатые, бесцветные, без запаха. Качественные реакции на слизи: при действии растворов гидроксида калия, натрия, раствора аммиака – желтое окрашивание; в присутствии метиленовой сини – синее; тушью не окрашиваются.

Используются как противовоспалительные и обволакивающие средства, обладают радиопротекторными и иммунозащитными свойствами.

2.4. Пектиновые вещества – широко распространенные в растениях полигалактурониды, растворенные в растительных соках и осаждаемые спиртом или 50% ацетоном с образованием студня. Их роль – образование защитной прослойки между растительными клетками.

2.4.1. Пектовая кислота представляет собой линейный полимер -D-галактуроновой кислоты, связанной С₁-С₄ связями (до 100 мономеров); растворима в воде.

2.4.2. Пектиновая кислота - полигалактуроновая кислота, у которой часть карбоксильных групп метоксилирована; состоит из 100-200 мономеров; растворима в воде в присутствии сахаров и органических кислот с образованием плотных гелей.

2.4.3. Пектаты и пектинаты – соли соответствующих кислот.

2.4.4. Протопектины – высокомолекулярные полимеры метоксилированной полигалактуроновой кислоты с галактаном и арабинаном клеточной стенки. Не растворимы в воде. В большом количестве содержатся в незрелых плодах. При созревании плодов происходит деполимеризация протопектинов.

Медицинское применение пектиновых веществ: снижают гастротоксичность салицилатов, используются как носители лекарственных веществ. Противоязвенное действие, легкое слабительное; с металлами образуют комплексные соединения – хелаты, которые легко выводятся. Показаны людям на радиоактивно зараженных территориях.

Фрагмент структуры пектиновых веществ

2.5. Альгиновая кислота – аналог пектиновой кислоты состоит из остатков D- маннуроновой и гулуроновой кислот, связанных -D-гликозидными связями между 1-м и 4-м углеродными атомами. Природный ионообменник, селективно адсорбирует катионы тяжелых металлов и радиоизотопы. На основе альгината натрия разработаны препараты для лечения ран и ожогов (Альгипор, Альгимаф). Альгинатные гемостатические препараты, используются для перевязочных материалов с пролонгированным действием.

Понятие о жирах, их классификация. Физические и химические свойства. Способы получения и очистки. Особенности хранения. Оценка качества жиров, методы анализа. Медицинское применение.

Жиры – сложные смеси органических соединений растительного и животного происхождения, представляющие собой преимущественно смеси различных глицеридов. Они входят в состав всех живых клеток и играют важную роль в процессах жизнеобеспечения; являются компонентами биологических мембран, влияют на проницаемость клеток, активность ферментов, образуют энергетические резервы и создают защитные, водоотталкивающие и термоизоляционные покровы у растений и животных.

В растениях жиры накапливаются в плодах (маслина, облепиха) и семенах (лен, подсолнечник, кукуруза). Содержание варьирует от 2-3 до 70%.

Жиры представляют собой глицериды, т.е. сложные эфиры глицерина и одноосновных высокомолекулярных жирных кислот, преимущественно имеющих четное количество углеродных атомов (чаще, С₁₆ и С₁₈). Общая формула триглицеридов имеет вид:

H₂C - O - CO - R₁



H₂C - O - CO – R₂



H₂C - O - CO – R₃

где R₁, R₂ и R₃ – радикалы жирных кислот. Эфиры могут быть образованы одной кислотой (простые триацилглицерины) или разными кислотами (сложные триацилглицерины). Однокислотные жиры – оливковое масло (образованное олеиновой кислотой) и касторовое масло (образованное рицинолевой кислотой). Жиры являются смесью триглицеридов; в природе не обнаружено жира, состоящего только из одного триглицерида. Сейчас известно около 1300 жиров, различающихся по составу жирных кислот и образуемых ими разнокислотных глицеридов.

К настоящему времени обнаружено около 40 различных жирных кислот (ЖК), входящих в состав жиров. Этим объясняется разнообразие и химическая специфичность природных жиров. ЖК имеют одну карбоксильную группу и неразветвленную углеродную цепь. Общая формула жирных кислот СН₃-(СН₂)_n-COOH, где величина n колеблется от 8 до 24. Встречающиеся в растениях жирные кислоты можно разделить на 3 группы:

насыщенные (предельные) – C_nH_2nO₂: летучие (масляная, капроновая, каприновая, каприловая) и нелетучие (пальмитиновая, стеариновая);

мононенасыщенные (с одной двойной связью) – C_nH_2n-2O_{2 (}олеиновая, рицинолевая (оксиолеиновая);

полиненасыщенные: линолевая (с двумя двойными связями), линоленовая (с тремя двойными связями) – соответственно C_nH_2n-4O₂ и С_nH_2n-6O₂; арахидоновая (с четырьмя двойными связями, встречается в жире морских животных).

В природных полиненасыщенных жирных кислотах все двойные связи находятся в цис-положениях. Эти кислоты представляют особую ценность для организма человека (известны под названием витамин F), поскольку играют большую роль в синтезе простагландинов – биологических регуляторов обменных процессов в клетке. Такие кислоты называются эссенциальными или незаменимыми жирными кислотами. Они не могут синтезироваться в организме человека и поступают только с пищей, в составе жирных масел. Их дефицит приводит к задержке роста, болезням кожи, почек, повреждениям репродуктивных органов. Жиры, получаемые путем гидрогенизации (процесс образования твердых жиров и масел путем восстановления полиненасыщенных жирных кислот), являются транс-изомерами и особой ценности для организма не представляют.

Классификация жиров

1. Растительные. 1.1. Жидкие (жирные масла):

1.1.1. Невысыхающие 1.1.2. Полувысыхающие 1.1.3. Высыхающие

1.2. Твердые (масло какао) 2. Животные

2.1. Жидкие 2.1.1. Жиры наземных животных 2.1.2. Жиры рыб и морских млекопитающих

2.2. Твердые (свиной жир, говяжий жир).

Все растительные жиры растворимы в органических растворителях (диэтиловом эфире, хлороформе, петролейном эфире и т.д., за исключением этилового спирта), и нерастворимы в воде. Консистенция большинства растительных жиров жидкая, в связи с чем их называют растительными маслами. Жирные масла, нанесенные на бумагу, оставляют характерное жирное пятно. В отличие от эфирных масел такое пятно при нагревании не исчезает, а наоборот, еще больше расплывается.

Анализ жирных масел

Жирные масла характеризуются значительной рефракцией: их показатель преломления увеличивается с увеличением количества полиненасыщенных жирных кислот и увеличением молекулярного веса глицеридов. Он характерен и постоянен для каждого масла, используется при определении подлинности масел.

При установлении подлинности растительных масел определяют цвет, прозрачность, запах, вкус, а также растворимость, плотность, показатель преломления, температуру затвердевания и/или температуру плавления.

Доброкачественность жирного масла определяют по отсутствию примесей (тяжелые металлы, мыла, вода, белки, цианиды и др.) и подмесей (парафин, воск, смоляные и минеральные масла) и следующим числовым показателям.

Доброкачественность жирных масел характеризуется также следующими константами:

Число омыления – количество миллиграммов калия гидроксида, необходимого для нейтрализации свободных жирных кислот и омыления сложных эфиров, содержащихся в 1 г исследуемого вещества.

Кислотное число – количество миллиграммов едкого калия, необходимого для нейтрализации свободных жирных кислот, содержащихся в 1 г жира. Показывает количество свободных жирных кислот. Чем ниже кислотное число, тем выше качество жира. Кислотное число увеличивается при неправильном хранении и при получении масла из незрелых плодов.

Кроме того, определяют гидроксильное число, перекисное число, йодное число, анизидиновое число.

При длительном или неправильном хранении жирные масла подвергаются прогорканию. Это сложный химический процесс порчи жиров под воздействием ферментов, кислорода, влаги, света и повышенной температуры. При этом жиры приобретают горьковатый вкус и неприятный запах, часто обесцвечиваются, увеличивается их плотность, кислотное число, коэффициент рефракции, растворимость в спирте; уменьшается йодное число. К реакциям доброкачественности, характеризующим степень прогоркания, относится реакция на перекиси, альдегиды, кетоны (проба Крейса): реакцию проводят с подкисленным концентрированной хлористоводородной кислотой маслом в присутствии эфирного раствора флороглюцина – результаты должны быть отрицательными (отсутствие розового окрашивания).

При нагревании жира с концентрированной серной кислотой глицерин подвергается окислению и дегидратации с образованием акролеина. Это акролеиновая проба, позволяющая отличить истинные жиры от жироподобных веществ (не являющихся эфирами глицерина). Акролеин образуется и при разложении глицеридов при нагреве до 250-300⁰С.

Особым физико-химическим свойством жирных масел является высыхаемость. На воздухе жидкие жирные масла ведут себя по-разному. Одни остаются жидкими и поэтому называются невысыхающими, другие постепенно превращаются в прозрачную смолообразную эластичную пленку – оксин, не растворимую в органических растворителях. Масла, образующие мягкую пленку, называются полувысыхающими. Масла, образующие плотную пленку, называются высыхающими. Чем меньше двойных связей содержат жирные кислоты, входящие в состав триглицеридов, тем меньше степень высыхаемости масла. Так, главной составной частью невысыхающих масел являются глицериды олеиновой и гидроксиолеиновой (рицинолевой) кислот, имеющих одну двойную связь, – С₁₈Н₃₄О₂ (миндальное, персиковое, оливковое, арахисовое, сурепное, касторовое). Основной частью полувысыхающих масел являются глицериды линолевой кислоты, имеющей две двойные связи, – С₁₈Н₃₂О₂ (подсолнечное, кукурузное, хлопковое, кунжутное, соевое). Высыхающие масла представляют собой глицериды линоленовой кислоты – С₁₈Н₃₀О₂, содержащей три двойные связи (льняное, маковое, конопляное, ореховое).

Критерием высыхаемости масел является йодное число, т.е. количество граммов йода, израсходованных на йодирование двойных связей в 100 г жира. Оно характеризует среднюю степень ненасыщенности радикалов жирных кислот и составляет у твердых жиров – 20-60, у невысыхающих масел – 80-100, у полувысыхающих – 100-140, у высыхающих – 140-200.

При анализе жирных масел помимо вышеуказанных показателей и параметров обязательно определяют наличие подмесей (фальсификаторов) - парафина, вазелина, воска, смоляных и минеральных масел. При их наличии снижаются число омыления, кислотное и йодное число, увеличиваются плотность и показатель преломления. Вазелин, парафин, вазелиновое масло и т.п. не омыляются щелочью, т.к. являются смесью насыщенных углеводородов. При разведении водой после проведения омыления такого масла полученный раствор мутнеет.

В маслах определяется также наличие мыла (должно быть отсутствие розового окрашивания при добавлении фенолфталеина). В жирных маслах, применяемых для приготовления инъекционных растворов содержание мыла должно быть не более 0,001%, для остальных масел, применяемых в медицине - не более 0,01%.

Способы получения растительных масел

Они зависят от природы и особенностей исходного сырья. Растительные масла обычно получают способом горячего или холодного прессования.

1). При горячем способе прессования удается отжать максимальное количество жирного масла, поскольку оно становится более подвижным и легче высвобождается из растительных тканей. Однако горячее прессование сопровождается и большим переходом сопутствующих веществ, а также высокоплавких фракций масла. Проба с концентрированной серной кислотой и хлороформом дает в данном случае черно-бурое окрашивание.

2). Холодное прессование приводит к меньшему выходу масла, но полученные при этом масла содержат меньше сопутствующих веществ и поэтому им отдается предпочтение при использовании в качестве растворителей для инъекционных лекарственных средств. Проба с концентрированной серной кислотой и хлороформом в этом случае дает красно-бурое окрашивание.

3). Жирные масла получают также путем экстрагирования сырья летучими органическими растворителями (хлороформ, дихлорэтан и др.) в установках, работающих по принципу аппарата Сокслета, с последующей отгонкой растворителя. Экстракцией достигается больший выход масла, но и с большим количеством нежелательных примесей. Экстракционные масла, если они предназначены для пищевых целей, нуждаются в тщательном рафинировании. В медицине их не применяют.

Рафинирование представляет собой комплексный процесс, состоящий из нескольких, последовательно протекающих процессов обработки жиров различными агентами, комбинируемыми в зависимости от состава и свойств удаляемых веществ. Методы рафинирования делятся на три группы: физические (механические), химические и физико-химические.

1). К механическим относятся отстаивание, центрифугирование и фильтрование.

2). К химическим - сернокислотное рафинирование, гидратирование (удаление гидрофильных веществ), щелочная очистка (образуются мыла, их отмывают водой) и т.п.

3). К физико-химическим - адсорбционное рафинирование и дезодорирование масел (для удаления летучих веществ, коагуляции белков через масло пропускают горячий пар - 60⁰С).

Для удаления глицеридов предельных кислот из невысыхающих масел используется вымораживание.

Хранение масел. В стекляной или металлической таре, заполненной доверху, без доступа воздуха, влаги, прямого солнечного света; в прохладном помещении.

Использование жиров в медицине

1. Как лекарственные средства (слабительное, антисклеротическое, антирахитическое, гепатопротекторное действие – тыквенное, соевое масло). Для внутреннего и наружного применения.

2.В качестве растворителей лекарственных средств (оливковое, миндальное, персиковое масла) и экстрагентов.

3. Как суппозитории и мазевые основы (масло какао, свиной жир).

.Понятие о витаминах, их классификация. Физические и химические свойства. Особенности заготовки и сушки сырья. Пути использования сырья, медицинское применение.

Витамины – это относительно низкомолекулярные органические вещества разной химической природы, биосинтез которых происходит преимущественно вне организма человека и животных, активные в малых количествах (суточная потребность от нескольких мкг до десятков мг), влияющие на многочисленные обменные процессы. Дефицит витаминов приводит к появлению специфических расстройств – гипо- и авитаминозов.

Роль витаминов в растениях точно такая же, как и в животном организме – участие в обменных процессах в качестве коферментов, но для проявления их активности необходимы кофакторы – ионы магния, цинка, меди, железа, марганца и т.д.. Как правило, витамины синтезируются в зеленых частях растения и плодах, и не синтезируются в коре и подземных органах.

Многие витамины могут быть синтезированы химическим путем, но использование растений в качестве источников витаминов не потеряло своего значения, так как при этом практически исключается возможность передозировки и возникновения побочного действия, неизбежных при длительном и, особенно, неконтролируемом употреблении синтетических витаминов. Кроме того, в ЛРС витамины находятся в комплексе с флавоноидами, сапонинами, полисахаридами и легче усваиваются.

В отличие от многих других групп биологически активных веществ растительного происхождения для витаминов не существует приоритетных семейств. В том или ином количестве витамины синтезируются любым растением, но в некоторых из них витамины содержатся в более высоких концентрациях (в 500-1000 раз больше), что позволяет выделить группу «витаминное сырье».

Классификации витаминов.

1. Буквенная (A, B, С и т.д.)

2. Фармакологическая (С – противоцинготный, В₁ - антиневритный, В₂ - витамин роста, В₆ - антидерматитный, В₁₂ – антианемический, D - антирахитический, К₁ – антигеморрагический, U - противоязвенный и т.д.).

3. По растворимости: жирорастворимые (A, D, E, F, K) и водорастворимые (В, С, Н, Р).

4. Химическая: алифатические (C – аскорбиновая кислота, B₃ – пантотеновая кислота, B₁₅ – пангамовая кислота, F, U); алициклические (A, D); ароматические (К₁); гетероциклические (В₁, В₂, В_6, В₁₂, Е, Н, Р и др.).

Характеристика основных витаминов.

Витамин А – ретинол. Суточная потребность около 1 мг. Входит в состав зрительного пигмента родопсина, влияет на мембраны клеток и состояние слизистых оболочек. Гиповитаминоз А у человека проявляется уменьшением зрительного пурпура в сетчатке глаза, снижением скорости эпителизации и регенерации тканей и т.п.

Витамины группы А встречаются исключительно в тканях животных и продуктах животного происхождения. Однако образуются эти витамины из каротиноидов, широко распространенных в растениях. Каротиноиды являются предшественниками витамина А. Это оранжевые и желтые пигменты, неустойчивые на воздухе и свету (легко окисляются, образуя пероксиды). Известно около 70 различных каротиноидов, из них только 9 обладают провитаминной активностью, т.к. имеют в структуре β-иононовое кольцо. Наиболее широко распространенным в природе и хорошо изученным является -каротин.

В желудочно-кишечном тракте -каротин под влиянием фермента каротиназы расщепляется с образованием двух молекул ретинола, т.е. витамина А:

α- и γ- каротины дают одну молекулу витамина А, т.к. имеют только одно β-иононовое кольцо.

Основной функцией каротиноидов в растениях является участие в процессе фотосинтеза. Поглощая УФ-лучи, каротиноиды защищают хлорофилл от выцветания, а энергия света, поглощенная каротиноидами, передается на молекулы хлорофилла и используется в процессе фотосинтеза. Каротиноиды легко окисляются кислородом воздуха, в кислой среде, на свету. Количественное определение каротиноидов проводят методами спектрофотометрии или ВЭЖХ.

Растения-концентраторы каротиноидов – облепиха крушиновидная, рябина обыкновенная, виды шиповника, календула лекарственная, череда трехраздельная, сушеница топяная.

Витамин С (аскорбиновая кислота) – Впервые витамин С выделил и получил в кристаллическом виде Н.А. Бессонов в 1922 г. Суточная потребность в нем составляет 50-100 мг.

Основная роль аскорбиновой кислоты в растениях – участие в тканевом дыхании в качестве промежуточного переносчика электронов и протонов. Участвует в окислительно-восстановительных реакциях, повышает сопротивляемость к экстремальным воздействиям. В основе гиповитаминоза С лежит нарушение образования коллагена и хондроитинсульфата, что сопровождается дегенеративными изменениями костной и соединительной ткани.

Аскорбиновая кислота легко окисляется до дегидроаскорбиновой кислоты. Обе формы легко переходят друг в друга, одинаково фармакологически активны.

Витамин С является довольно неустойчивым соединением и быстро разрушается в присутствии окислителей (кислорода воздуха), железа и меди, на свету, при нагревании в нейтральной или слабощелочной среде. В щелочной среде дает дикетогулоновую кислоту, не обладающую витаминной активностью.

Сырье сушат при высоких температурах – 70-90⁰С.

В северных широтах аскорбиновой кислоты в растениях накапливается больше, но заморозки снижают ее содержание. В культивируемых растениях меньше витамина С, чем в дикорастущих.

Концентраторы аскорбиновой кислоты – виды шиповника (секции Rugosae, Cinnamomeae), черная смородина, рябина обыкновенная, земляника лесная, малина обыкновенная, крапива двудомная.

Витамин Е – токоферолы (высокомолекулярные спирты). Нестойки, легко разрушаются под действием света и кислорода. Участвуют в окислительно-восстановительных реакциях, процессах размножения, влияют на сердечно - сосудистую и нервную системы. Антиоксиданты.

Концентраторы витамина Е – облепиха крушиновидная, тыква (обыкновенная, крупная, мускатная), виды шиповника; жирные масла – кукурузное, льняное, подсолнечное.

Витамин K₁ – филлохинон. Участвует в процессе свертывании крови, индуцируя образование протромбина. Сырье, содержащее витамин К, применяется для предупреждения или ограничения кровоточивости. Гиповитаминоз К у людей проявляется редко, поскольку этот витамин может синтезироваться микрофлорой кишечника.

По химической природе витамины группы К представляют собой производные нафтохинона. В растениях синтезируется витамин К₁ (2-метил-3-фитил-1,4-нафтохинон):

Представляет собой маслообразное вещество желтого цвета. Растворим в органических растворителях. Стоек при длительном кипячении в воде, но быстро разрушается при нагревании в щелочных растворах и под действием УФ-лучей. В растительных организмах участвует в окислительно-восстановительных процессах; кроме того, боковой радикал фитол входит в состав хлорофилла. Количественное определение витамина К₁ проводят методом ВЭЖХ или спектрофотометрически.

Растения-концентраторы витамина К – крапива двудомная, пастушья сумка, кукуруза, подорожник большой, тысячелистник обыкновенный, горцы перечный и почечуйный, калина обыкновенная.

Классификация витаминоносного ЛРС

Основываясь на преимущественном содержании тех или иных витаминов, растительное витаминсодержащее сырье принято разделять на следующие группы:

1) поливитаминное сырье (его ценность обусловлена комплексным действием на организм);

2) сырье, содержащее преимущественно витамин С; 3) сырье, содержащее преимущественно витамин K; 4) сырье, содержащее преимущественно провитамин A (каротиноиды);

5) сырье, содержащее преимущественно витамин P (софора японская, арония черноплодная, черная смородина, кожура цитрусовых, чай – камелия китайская); этот витамин оказывают капилляроукрепляющее действие.

4. Понятие о терпенах. Классификация. Закономерности образования (биосинтез) и распространение в растениях

Терпеноиды - соединения, по составу кратные изопрену - C₅H₈.

Классификация

В этом большом классе природных соединений различают:

1. монотерпены С_1ОН₁₆ или чаще просто терпены

2. сесквитерпены С₁₅Н₂₄, или полуторатерпены

3. дитерпены С₂₀Н₃₂ = (С₁₀Н₁₆)₂

4. тритерпены С_зоН₄₈ = (С₁₀Н₁₆)₃

5. тетратерпены С₄₀Н₆₄ = (С₁₀Н_1б)₄

6. политерпены (С₁₀Н₁₆)_n

Строение молекул

В настоящее время общепринято, что терпены состоят из остатков изопрена.

Изопреновая основа терпенов была подмечена еще в 1860 г. Бертоле. Однако признание изопреновая структура получила только после работ немецкого ученого Валлаха, который в 1887 г. предложил "изопреновое правило" и классифицировал известные тогда терпеноиды исходя из C₅H₈-единицы.

В 1953 г. швейцарский ученый Л.Ружичка в результате обширных исследований по определению структуры терпеноидов сформулировал "биогенетическое изопреновое правило", различая в нем общие и частные изопреновые правила.

"Общее изопреновое правило" гласит, что терпеноиды состоят из изопреновых звеньев, крайние из которых получили названия "голова" и "хвост".

Порядок, по которому соединяются изопреновые звенья в терпеноидах, различен и определяется "частными изопреновыми правилами". Одним из таких частных правил является "правило гераниола", по которому изопреновые звенья всегда соединяются "голова к хвосту":

"Правило гераниола" справедливо только по отношению к наиболее простым терпеноидам. В более сложных структурах (каротиноиды, стероиды и тритерпеноиды) звенья изопрена могут соединяться по типу "хвост к хвосту". Характер соединения не всегда четко виден из-за циклизации.

Биосинтез

Источником изопреновых групп оказалась мевалоновая кислота, открытие которой явилось решающим поворотом в изучении биосинтеза терпенов. Мевалоновая кислота образуется из уксусной кислоты в результате последовательной конденсации трех ее молекул с образованием на предпоследней стадии метилоксиглутариловой кислоты.

Биосинтез мевалоновой кислоты и последующих биосинтезов на основе мевалоновой кислоты катализируется входящей в состав KoA-SH АТФ-аде-низилтрифосфорной кислотой, которая при дефосфорилировании (АТФ → АДФ → АМФ) освобождает большое количество энергии. Богата энергией и тиоэфирная связь в KoA-SH.

Понятие об эфирных маслах. Классификация эфирных масел и лекарственного растительного сырья. Способы получения эфирных масел. Пути использования сырья, медицинское применение.

Эфирные масла— многокомпонентные смеси летучих органических соединений, которые образуются в растениях и обусловливают их запах.

Эфирные масла получили свое название потому, что имеют маслянистую консистенцию, на бумаге оставляют жирное пятно, исчезающее через некоторое время.

.

Эфирные масла являются сложными природными смесями различных органических соединений. В большинстве эфирных масел преобладают различные терпены. Эта группа эфирных масел наиболее обширна. Однако наряду с ними имеются растения, в эфирных маслах которых преобладают ароматические соединения. Эти растения имеют в медицине не меньшее значение.

В эфирных маслах часто содержатся соединения алифатического (жирного ряда). Они могут быть представлены углеводородами (гептан, ионан и др.), спиртами (изоамиловый спирт, ундециловый и др.), альдегидами и кетонами (изовалериановый альдегид, метилгептилкетон и др.), кислотами (ангеликовая и др.).

Ввиду разнообразия эфирных масел, а также исходных видов сырья их классификация представляет определенные затруднения. Она осложняется еще и тем, что в фармацевтической практике количество используемых эфирных масел ограничено по сравнению с тем широким ассортиментом, который вырабатывается отечественной и мировой эфирно-масличной промышленностью. Наиболее пригодна (хотя и условно) классификация, в основу которой положены главные ценные составные части, являющиеся носителями запаха данного эфирного масла. При этом носители запаха в количественном отношении по массе не всегда могут быть преобладающими в масле.

По этому принципу эфирно-масличное сырье и их эфирные масла можно разделить на группы, содержащие:

1. ациклические монотерпены

2. моноциклические монотерпены

3. бициклические монотерпены

4. сесквитерпены

5. ароматические соединения

6. смолы и бальзамы