Факторы, влияющие на накопление дубильных веществ
Содержание дубильных веществ в растении зависит от возраста и фазы развития, места произрастания, климатических, генетических факторов и почвенных условий.
Содержание дубильных веществ изменяется в зависимости от периода вегетации растения.
Установлено, что количество дубильных веществ увеличивается по мере роста растения.
По данным Чеврениди, минимальное количество дубильных веществ в подземных органах отмечается весной, в период отрастания растения, затем оно постепенно увеличивается, достигая наибольшего количества в фазе бутонизации – начале цветения.
Фаза вегетации влияет не только на количество, но и на качественный состав дубильных веществ.
На накопление дубильных веществ оказывает большее влияние высотный фактор.
Растения, произрастающие высоко над уровнем моря (бадан, скумпия, сумах), содержат больше дубильных веществ.
Растущие на солнце растения накапливают больше дубильных веществ, чем растущие в тени.
В тропических растениях значительно больше дубильных веществ.
Растения, произрастающие в сырых местах, содержат больше дубильных веществ, чем растущие в сухих местах.
В молодых растениях дубильных веществ больше, чем в старых.
В утренние часы (от 7 до 10) содержание таннидов достигает максимума, в середине дня доходит до минимума, а к вечеру вновь повышается.
Наиболее благоприятными для накопления таннидов являются условия умеренного климата (лесная зона и высокогорный альпийский пояс).
Наибольшее содержание дубильных веществ отмечено у растений, произрастающих в плотных известковых почвах, на рыхлых черноземных и песчаных почвах - содержание меньше. Способствуют накоплению дубильных веществ богатые фосфором почвы, а богатые азотом почвы снижают содержание таннидов.
Выявление закономерности в накоплении дубильных веществ в растениях имеет большое практическое значение для правильной организации заготовки сырья.
Биосинтез гидролизуемых дубильных веществ идет по шикиматному пути, конденсированные дубильные вещества образуются по смешанному пути (шикиматному и ацетатному).
Биологическая роль дубильных веществ
Роль таннидов для растений окончательно не выяснена. Существует несколько гипотез.
Предполагают, что они являются:
· запасными веществами (накапливаются в подземных частях многих растений);
· обладая бактерицидными и фунгицидными свойствами как фенольные производные, препятствуют гниению древесины, то есть выполняют защитную функцию для растения против вредителей и в отношении возбудителей патогенных заболеваний;
· являются отбросами жизнедеятельности организмов;
· участвуют в окислительно-восстановительных процессах, являются переносчиками кислорода в растениях
Способы получения
Для получения дубильного вещества в чистом состоянии природные дубильные материалы экстрагируют водой или другими растворителями: крепким или слабым спиртом, чистым эфиром или в смеси со спиртом, уксусным эфиром и т. п.; экстракты выпаривают, и получаемые в остатке дубильные вещества очищают с помощью обработки их теми или другими из указанных растворителей. Чаще, приготовив водный или водно-спиртовый экстракт, извлекают из него дубильное вещество взбалтыванием с уксусным или простым эфиром или с их смесью или же осаждают (лучше фракционированно) уксуснокислым свинцом и, отфильтровав, разлагают осадки свинцовых соединений сернистым водородом. По-видимому, последний способ, практиковавшийся весьма часто прежними исследователями, не всегда даёт удовлетворительные результаты в смысле чистоты получаемых продуктов (Etti). Пользуются иногда для осаждения дубильных веществ из водных экстрактов уксуснокислым хинином, уксуснокислою медью, рвотным камнем, поваренною солью, соляной кислотой и др. Для очищения прибегают иногда к помощи диализа, дающего с таннином хорошие результаты (Löwe, Biedel).
Качественный анализ
Для получения суммы дубильных веществ растительное сырье экстрагируют горячей водой в соотношении 1:30 или 1:10.
Качественные реакции на дубильные вещества можно подразделить
на 2 группы:
Общие реакции осаждения – для обнаружения дубильных веществ
Групповые – для установления принадлежности дубильных веществ к определенной группе
Для обнаружения дубильных веществ в растительном сырье используют следующие реакции:
Специфической реакцией на дубильные вещества является реакция осаждения желатином. Используют 1 %-й раствор желатина на 10 %-ном растворе хлорида натрия. Появляется хлопьевидный осадок, растворимый в избытке желатина. Отрицательная реакция с желатином свидетельствует об отсутствии дубильных веществ.
Реакция с солями алкалоидов. Образуется аморфный осадок за счет образования водородных связей с гидроксильными группами дубильных веществ и атомами азота алкалоида.
Эти реакции дают одинаковый результат независимо от группы дубильных веществ.
Реакции, позволяющие определить группу дубильных веществ.
1. Реакция Стиасни – с 40 % раствором формальдегида и конц. HCl -
Конденсированные дубильные вещества образуют осадок кирпично-красного цвета
2. Бромная вода (5 г брома в 1 л воды) - к 2-3 мл испытуемого раствора прибавляют по каплям бромную воду до появления в растворе запаха брома; в случае присутствия конденсированных дубильных веществ образуется оранжевый или желтый осадок.
3. Окрашивание с солями трехвалентного железа, железоаммонийными квасцами –
черно-синее (дубильные вещества гидролизуемой группы, которые являются производными пирогаллола) или черно-зеленое (дубильные вещества конденсированной группы, которые являются производными пирокатехина).
4. Катехины дают красное окрашивание с ванилином (в присутствии конц. HCl или 70 %-ной H2SO4 развивается яркая красная окраска). Катехины образуют при этой реакции окрашенный продукт следующего строения:
5. Реакцией отличающей пирогалловые танниды от пирокатехиновых является реакция нитрозометилуретаном.
При кипячении растворов дубильных веществ с нитрозометилуретаном танниды пирокатехинового ряда осаждаются полностью, а присутствие пирогалловых таннидов можно обнаружить в фильтрате путем прибавления железоаммиачных квасцов и натрия ацетата – фильтрат окрашивается в фиолетовый цвет.
6. Свободная эллаговая кислота дает красно-фиолетовую окраску при добавлении нескольких кристаллов нитрита натрия и трех-четырех капель уксусной кислоты.
7. Для обнаружения связанной эллаговой кислоты (или гаксаоксидифеновой) уксусную кислоту заменяют 0,1 н. серной или соляной кислотой (кармино-красная окраска, переходящая в синюю).
8. Дубильные вещества с белками создают непроницаемую для воды пленку (дубление). Вызывая частичное свертывание белков, они образуют на слизистых оболочках и раневых поверхностях защитную пленку.
9. При соприкосновении с воздухом (например, резке свежих корневищ) дубильные вещества легко окисляются, превращаясь во флобафены или красени, которые обусловливают темно-бурую окраску многих кор и других органов, настоев.
Флобафены нерастворимы в холодной воде, растворяются в горячей воде, окрашивая отвары и настой в бурый цвет.
10. С 10 %-ным раствором среднего ацетата свинца (одновременно добавляют 10 %-ный раствор уксусной кислоты) образуется белый осадок, нерастворимый в уксусной кислоте – дубильные вещества гидролизуемой группы (осадок отфильтровывают и в фильтрате определяют содержание конденсированных дубильных веществ, с 1 %-ным раствором железоаммонийных квасцов – черно-зеленое окрашивание) белый осадок, растворимый в уксусной кислоте – дубильные вещества конденсированной группы.
11. Для идентификации отдельных соединений используют хроматографический анализ, рассматривая в УФ-свете. Обработку хроматограмм производят раствором железа хлорида или ванилиновым реактивом
Структуру устанавливают с помощью ИК-спектров, ПМР-спектров.
Реакция с 1 %-ным спиртовым раствором железоаммониевых квасцов является фармакопейной, проводится с отваром из сырья – кора дуба, корневище змеевика, соплодия ольхи, плоды черники;
А также непосредственно в сухом сырье – кора дуба, кора калины, корневища бадана.