*Marcin Szymański1, Daria Szajkowska1, Arkadiusz Szymański2
Analiza fitochemiczna gatunków Melilotus officinalis i Melilotus alba
Phytochemical analysis of Melilotus officinalis and Melilotus alba species
1Centrum Zaawansowanych Technologii, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu
Dyrektor Centrum: prof. dr hab. n. chem. Bronisław Marciniak
2Wydział Chemii, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu
Dziekan Wydziału: prof. dr hab. n. chem. Maciej Kubicki
Streszczenie
Wstęp. Na całym świecie medycyna naturalna wykorzystuje gatunki z rodzaju Melilotus ze względu na ich działanie przeciwzapalne, przeciwreumatyczne, przeciwbólowe, spazmolityczne, ściągające, moczopędne i przeciwzakrzepowe. W Farmakopei Polskiej monografię ma jedynie ziele nostrzyka żółtego (Meliloti herba).
Cel pracy. Badania miały na celu porównawczą analizę zawartości sumy związków polifenolowych, w tym sumy flawonoidów i sumy kwasów fenolowych oraz aktywności antyoksydacyjnej w wyciągach wodnych z ziela i korzenia M. officinalis i M. alba.
Materiał i metody. Badania prowadzono dla dwóch gatunków nostrzyka: Melilotus officinalis i M. alba. Surowiec stanowiły ziele i korzeń nostrzyków zebrane w okresie kwitnienia ze stanowisk naturalnych. W wodnych wyciągach z surowców oznaczono kolorymetrycznymi metodami: sumę związków polifenolowych z wykorzystaniem odczynnika Folina-Ciocalteu, sumę kwasów fenolowych z wykorzystaniem odczynnika Arnova, sumę flawonoidów metodą Christa-Müllera oraz aktywność antyoksydacyjną z wykorzystaniem rodnika 2,2-difenylo-1-pikrylo-hydrazylowego (DPPH).
Wyniki. Ziele Meliloti alba charakteryzuje się znacznie wyższą zawartością polifenoli, w tym kwasów fenolowych i flawonoidów, niż ziele M. officinalis. W zielu nostrzyka żółtego suma polifenoli w próbach wynosiła od 2,101 do 2,438%, natomiast w zielu nostrzyka białego od 2,765 do 3,540%. Zawartość kwasów fenolowych w próbkach ziela nostrzyka żółtego wynosiła 0,617-0,766%, a w próbkach ziela nostrzyka białego 0,646-0,900%. Zawartość flawonoidów w próbkach ziela nostrzyka żółtego mieściła się w przedziale od 0,748 do 0,975%, a w przypadku ziela nostrzyka białego była na poziomie 0,801-1,192%. Najniższą zawartość związków fenolowych miały próbki handlowego ziela nostrzyka żółtego; suma polifenoli wynosiła 1,579%, kwasów fenolowych 0,361%, a flawonoidów 0,441%. Oznaczona zawartość sumy polifenoli w korzeniach obu gatunków nostrzyka była niska i wynosiła 0,450% w MORA1 i 0,362% w MARA2.
Mimo niższej zawartości związków polifenolowych (2,438%) nostrzyk żółty wykazał wyższą aktywność antyoksydacyjną (IC50 = 4,35 mg/ml) w stosunku do ziela nostrzyka białego (IC50 = 5,31) o wyższej zawartości związków polifenolowych (3,010%).
Wnioski. Wyższa zawartość sumy polifenoli, a także kwasów fenolowych i flawonoidów występowała w nostrzyku białym. Zarówno w wyciągu z ziela nostrzyka żółtego, jak i białego oznaczono zdecydowanie więcej związków polifenolowych w porównaniu z ich zawartością w wyciągu z korzeni.
Summary
Introduction. All over the world, natural medicine uses species of the genus Melilotus due to their anti-inflammatory, anti-rheumatic, analgesic, spasmolytic, astringent, diuretic and anticoagulant effects. In the Polish Pharmacopoeia, only the yellow melilot herb (Meliloti herba) has a monograph.
Aim. The research was aimed at a comparative analysis of the content of the sum of polyphenolic compounds, including the sum of flavonoids and phenolic acids, and antioxidant activity in water extracts of M. officinalis and M. alba herb and root.
Material and methods. The research was carried out for two species of Melilotus officinalis and M. alba. The raw material was herb and melilot root, collected during flowering period from natural sites. In aqueous extracts from raw materials, the following methods were determined by colorimetric methods: the sum of polyphenolic compounds using the Folin-Ciocalteu reagent, the sum of phenolic acids using the Arnov reagent, the sum of flavonoids using the Christ-Müller method and the antioxidant activity using the 2,2-diphenyl-1-picryl-radical hydrazyl (DPPH).
Results. Meliloti alba herb has a much higher content of polyphenols, including phenolic acids and flavonoids than M. officinalis. In the yellow sweet clover the sum of polyphenols in the samples ranged from 2.101 to 2.438%, while in the white sweet clover from 2.765 to 3.540%. The content of phenolic acids in the samples of yellow sweet clover herb was 0.617-0.766%, and in the samples of white sweet clover herb was 0.646-0.900%. The content of flavonoids in the samples of yellow sweet clover herb ranged from 0.748 to 0.975%, and in the case of white sweet clover herb it was at the level of 0.801-1.192%. The samples of the commercial yellow sweet clover herb had the lowest content of phenolic compounds; the sum of polyphenols was 1.579%, phenolic acids 0.361%, and flavonoids 0.441%. The determined content of total polyphenols in the roots of both melilot species was low and amounted to 0.450% in MORA1 and 0.362% in MARA2. Despite the lower content of polyphenolic compounds (2.438%), the yellow melilot showed higher antioxidant activity (IC50 = 4.35 mg/ml) compared to the white melilot herb (IC50 = 5.31) with a higher content of polyphenols (3.010%).
Conclusions. A higher content of the sum of polyphenols as well as phenolic acids and flavonoids was found in the white melilot. In both the yellow and white sweet clover herb extract, significantly more polyphenolic compounds were determined compared to the content in their root extract.
Wstęp
Rodzaj Melilotus Mill. (Nostrzyk) należy do rodziny Fabaceae (Bobowate). Jego nazwa wywodzi się z łacińskich słów meli – „słodycz, miód” i lotus – „roślina, koniczyna”, stąd gatunki nazywane są także słodką koniczyną (1). Po raz pierwszy rodzaj Melilotus został opisany w dziele Millera: „The Gardens Dictionary Edition 4 Vol 2” z 1754 roku (2). Obecnie rodzaj Melilotus reprezentują 24 gatunki (3), a według innych źródeł nawet 25 (4, 5). Należą do nich zarówno rośliny jednoroczne, dwuletnie, jak i byliny. Gatunki te występują naturalnie w Europie i Azji, a ze względu na niewielkie wymagania środowiskowe są szeroko rozpowszechnione w Australii, Ameryce Północnej (także na Alasce), Ameryce Południowej i Afryce (4, 6-8). Według Szafera i wsp. (9) w Polsce na terenie całego kraju, od nizin, wyżyn, po niższe partie górskie, występowały 4 gatunki rodzaju Melilotus: M. dentatus (Nostrzyk ząbkowany), M. altissimus (Nostrzyk wyniosły), M. albus (Nostrzyk biały) i M. officinalis (Nostrzyk żółty). Ostatnie dane z 1995 roku mówią o występowaniu 11 gatunków: M. alba Medik, M. officinalis (L.) Lam. em. Thuill., M. altissima Thuill., M. polonica (L.) Pall., M. coeruleus (L.) Desr., **M. siculus (Turra) A. K., M. denata (Walds & Kit.) Pers., **M. sulcata Desfr., **M. indica (L.) All., *M. wolgica Poir. in Lam., **M. messanensis (L.) All., w tym 4 efemerofitów** i 1 antropofita* zadomowionego (10). W Polsce M. officinalis i M. alba to gatunki pospolite na terenie całego niżu i w niższych położeniach górskich. Oba gatunki występują na podobnych terenach, są to: zarośla, przydroża, rowy, łąki i słoneczne wzgórza (9).
Na całym świecie medycyna naturalna wykorzystuje gatunki z rodzaju Melilotus ze względu na ich działanie przeciwzapalne, przeciwreumatyczne, przeciwbólowe, spazmolityczne, ściągające, moczopędne i przeciwzakrzepowe (3). Monografia Meliloti herba umieszczona w Farmakopei Polskiej VI dopuszcza zbiór surowca z dwóch gatunków: M. officinalis i M. altissimus do stosowania zewnętrznęgo w preparatach (11). Zhao i wsp. w swojej publikacji wskazują na 12 gatunków nostrzyków najczęściej stosowanych w medycynie naturalnej, w tym M. suvaevolens Ledeb. wykorzystywany od wielu lat w Chinach w leczeniu stanów zapalnych, infekcji gardła i układu pokarmowego (5, 12). Są także publikacje informujące o stosowaniu M. elegans w medycynie tradycyjnej w Etiopii w schorzeniach dermatologicznych, astmie i hemoroidach. Ponadto w badaniach wykazano porównywalną siłę działania przeciwzapalnego wyciągu z tego gatunku w dawce 333,3 mg/kg m.c. suchego surowca z działaniem indometacyny w dawce 1 mg/kg m.c. (13).
M. officinalis jest dużo lepiej poznany niż M. alba. Wynika to z faktu, iż nostrzyk żółty, jak podają autorzy, jest od tysięcy lat cenionym surowcem o wielokierunkowym działaniu, wykorzystywanym w fitoterapii (14, 15), dlatego w wielu badaniach identyfikowano związki odpowiedzialne za działanie lecznicze tego gatunku. Natomiast nostrzyk biały to gatunek doceniany od lat, ale głównie w agronomii (16), stąd być może mniejsze zainteresowanie zbadaniem jego chemizmu. Na podstawie dostępnych źródeł literaturowych dokonano porównania zawartości związków czynnych M. officinalis i M. alba (tab. 1).
Tab. 1. Porównanie związków chemicznych M. officinalis i M. alba
| Grupa związków | M. officinalis | M. alba |
kumaryny
| – kumaryna 0,3-0,8% (wg FP IX nie mniej niż 0,3%)
– melilotyna (3,4-dihydrokumaryna)
– umbeliferon (7-hydroksykumaryna)
– skopoletyna (7-hydroksy-6-metoksykumaryna)
– herniaryna
– fraksydyna
– 4-oksykumaryna
(17-20) | – kumaryna
– melilotyna (3,4-dihydrokumaryna)
– umbeliferon (7-hydroksykumaryna)
(21) |
kwasy fenolowe
| – kwas p- i o-kumarowy
– kwas melilotowy (dihydro-o-kumarowy) 0,2%
– kwas kawowy 0,1%
– kwas ferulowy
– kwas salicylowy
– kwas chlorogenowy
– kwas cynamonowy
– kwas elagowy
(17, 18) | – kwas p- i o-kumarowy
– kwas melilotowy (dihydro-o-kumarowy)
– kwas cynamonowy
– meliloester
(21, 22) |
flawonoidy
| – rutozyd
– hiperozyd
– hesperydyna
– astragalina
– luteolina
– robinina
– witeksyna
– genisteina
(17, 18, 23-25) | – glikozyd kwercetyny (ang. clovin)
– glikozyd kemferolu (ang. melitin)
– pochodne izoflawonoidów: melilotokarpan A, B, C, D
(26, 27) |
triterpeny i saponiny triterpenowe
| – kwas betulinowy
– lupanon
– lupeol
– melilotigenina, sojasapogenol B i E, sojasaponina I, astragalozyd VIII, azukisaponina II, azukisaponina V, karboksylan, melilotus-saponina O2, wistariasponina D
(17, 20, 23, 28) | w korzeniu:
– glikozydy pochodne sojasapogenolu B: melilotozyd A, B, C, D
(29, 30) |
| inne | – garbniki, trygonelina, kwas moczowy, pochodne mocznika: alantoina i kwas alantoinowy, witamina C, sole mineralne, polisacharydy, karotenoidy, aminokwasy, kwasy tłuszczowe
(25, 29, 31) | – polisacharydy, kwasy tłuszczowe
(29) |
Do podstawowych grup związków występujących w M. officinalis i M. alba należą: kumaryny, kwasy fenolowe, flawonoidy i saponiny triterpenowe, przy czym najbardziej charakterystyczną grupą dla obu gatunków są kumaryny.
Cel pracy
Celem pracy było oznaczenie zawartości sumy związków polifenolowych, flawonoidów i kwasów fenolowych oraz zbadanie aktywności antyoksydacyjnej wyciągów z ziela i korzenia M. officinalis i M. alba, zbieranych z czterech stanowisk naturalnych.
Materiał i metody
Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
- Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
- Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
- Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.
Opcja #1
24 zł
Wybieram
- dostęp do tego artykułu
- dostęp na 7 dni
uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony
Opcja #2
59 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 30 dni
- najpopularniejsza opcja
Opcja #3
119 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 90 dni
- oszczędzasz 28 zł
Piśmiennictwo
1. Burrows GE, Tyrl RJ. Toxic plants of North America. Wiley-Blackwell 2013; 582-6.
2. Stevenson GA. An agronomic and taxonomic review of the genus Melilotus Mill. Can J Plant Sci 1969; 49(1):1-20.
3. Özbek F, Özbek MU, Ekici M. Morphological, anatomical, pollen and seed morphological properties of Melilotus bicolor Boiss. & Balansa (Fabacece) endemic in Turkey. Austr J Crop Sci 2014; 8(4):543-9.
4. Rogers ME, Colmer TD, Frost K i wsp. Diversity in the genus Melilotus for tolerance to salinity and waterlogging. Plant Soil 2008; 304:89-101.
5. Zhao L, Tao JY, Zhang SL i wsp. N-butanol extract from Mellilotus suaveolens Ledeb. Affects pro- and anti-inflammatory cytokines and mediators. Evid Based Complement Altern Med 2010; 7(1):97-106.
6. Conn JS, Beattie KL, Shephard MA i wsp. Alaska Melilotus invasions: Distribution, origin and susceptibility of plant communities. Arctic Antarctic Alpine Res 2008; 40(2):298-308.
7. Seidemann J. World Spice Plants: Economic Usage, Botany, Taxonomy. Springer 2005; 221-3.
8. Wolf JJ, Baetty SW, Seastedt TR. Soil characteristics of Rocky Mountain National Park grass lands invaded by Melilotus officinalis and M. alba. J Biogeogr 2004; 31:415-24.
9. Szafer W, Kulczyński S, Pawłowski B. Rośliny polskie. PWN, Warszawa 1976.
10. Mirek Z, Piękoś-Mirkowa H, Zając A i wsp. Krytyczna lista roślin naczyniowych Polski. Instytut Botaniczny PAN im. Władysława Szafera w Krakowie, 1995.
11. Farmakopea Polska Wydanie VI, Pol. Tow. Farm., Warszawa 2002.
12. Zhao L, Tao JY, Zhang SL i wsp. Inner anti-inflammatory mechanism of petroleum ether extract from Melilotus suaveoleus Ledeb. Inflammation 2007; 30(6):213-23.
13. Asres K, Gibbons S, Hana E i wsp. Anti-inflammatory activity of extracts and a saponin isolated from Melilotus elegans. Pharmazie 2005; 60(4):310-2.
14. EMEA (European Medicines Agency). Committee on herbal medicinal products. Melilotus officinalis (L.) Lam., herba, 2008.
15. Witkowska-Banaszczak E, Szymański M, Działakiewicz Ł i wsp. Ziele nostrzyka – działanie, zastosowanie, stan badań. Post Fitoter 2016; 17(2):91-6.
16. Sowa P, Jarecki W, Dżugan M. Nostrzyk (Melilotus) – zapomniana roślina o dużym znaczeniu gospodarczym. Zeszyty Probl Postw Nauk Roln 2018; 593:73-85.
17. Bradley P. (Ed.) British Herbal Compendium. Companion to the British Herbal Pharmacopoeia Vol. 2. BHMA; 1992; 270-5.
18. Bubenchikova VN, Drozdova IL. HPLC analysis of phenolic compounds in Yellow Sweet-Clover. Pharm Chem J 2004; 38(4):195-6.
19. Farmakopea Polska Wyd IX, Tom I. 2011. Pol. Tow. Farm., Warszawa 2011.
20. Fleming T. (Ed.) PDR For Herbal Medicines (4 Ed.). Thomson, 2000; 744-5.
21. Davies EG, Ashton WM. Coumarin and related compounds of Anthoxanthum puelii and Melilotus alba and dicoumarol formation in spoilt sweet vernal and sweet clover hay. J Sci Food Agric 1964; 15(11):733-8.
22. Khatoon R, Saba N, Zahoor A i wsp. Meliloester, a new melilotic ester from Melilotus alba. Nat Prod Commun 2012; 1(1):61-2.
23. Anwer MS, Mohtasheem M, Azhar I i wsp. Chemical constituents from Melilotus officinalis. J Basic Appl Sci 2008; 4(2):89-94.
24. Hanganu D, Vlase Z, Olah N. LC/MS analysis of isoflavones from Fabaceae species extracts. Farmacia 2010; 58(2):177-83.
25. Małtawska I. (red.) Farmakognozja. Podręcznik dla studentów farmacji. Poznań 2005.
26. Miyase T, Ohtsubo A, Veno A i wsp. Studies on the pterocarpans from Melilotus alba Desr. Chem Pharm Bull 1982; 30(6):1986-91.
27. Nicollier GF, Thomson AC. Phytotoxic compounds from Melilotus alba (white sweet clover) and isolation and identification of two new flavonoids. J Agric Food Chem 1982; 30(4):760-4.
28. Hirakawa T, Okawa M, Kinjo J i wsp. A New oleanane glucuronide obtained from the aerial parts of Melilotus officinalis. Chem Pharm Bull 2000; 48(2):286-7.
29. Khodokov GV, Akimor YA, Shashkov AS i wsp. Triterpene and steroid glycosides of the Melilot genus and their genins I. Melilotosides A, B and C from the roots of Melilotus albus. Chem Nat Comp 1994; 30(6):704-8.
30. Shaskov AS, Khodakov GV, Akimor YA i wsp. Triterpene and steroid glycosides of the genus Melilotus and their genins. II. Melilotiside D from the roots of Melilotus albus. Chem Nat Comp 1994; 30(6):709-12.
31. Krzakowa M, Grzywacz E. Phenolic compounds pattern in sweet clover (Melilotus officinalis) vs white clover (M. alba) revealed by 2 DTLC (two-dimensional thin layer chromatography) and its taxonomic significance. Herba Pol 2010; 56(3):53-62.
32. Gonzalez de Mejia E, Soo Song Y, Ramirez-Marez MV. Effect of Yerba Mate (Ilex paraguariensis) Tea on topoisomerase inhibition and oral carcinoma cell proliferation. J Agric Food Chem 2005; 53:1966-73.
33. Brand-Williams W, Cuvelier ME, Berset C. Use of a free radical method to evaluate antioxidant activity. Lebensmittel – Wissenschaft Technol 1995; 28:25-30.
34. Molyneux P. The use of the stable free radical diphenylpicrylhydrazyl (DPPH) for estimating antioxidant activity. Songklanakarin J Sci Technol 2004; 26(2):211-9.
35. Miliauskasa G, Venskutonisa PR, van Beekb TA. Screening of radical scavenging activity of some medicinal and aromatic plant extracts. Food Chem 2004; 85(2):231-7.
