Comparative analysis of the amount of flavonoids in medicinal plant raw materials of some species of the genus Astragalus



Cite item

Full Text

Abstract

Aim: to compare the quantitative content of the sum of flavonoids measured by direct spectrophotometry in some species of the genus Astragalus.

Material and methods. In the territory of the Orenburg region, the following endemics were collected: Esparcet astragalus (Astragalus onobrychis L.), fox-tailed astragalus (Astragalus alopecurus Pall.) and woolly-flowered Astragalus (Astragalus dasyanthus L.) collection site Anatolyevka village, Oktyabrsky district; Danish astragalus (Astragalus danicus R.), Membranous astragalus (Astragalus membranaceus B.) and Chickpea astragalus (Astragalus cicer L.) the gathering place of the village the trans-Ural Orenburg region. The collected material was dried in accordance with the requirements of the XV edition of the GF RF. The quantitative content was studied using a Vilitek VBS ultrasonic bath at a temperature of 40 °C and a power of 60 W, a LAB-TB-6/Sh water bath at a temperature of 90°C, and an IR-1 LT rotary evaporator at a temperature of 70°C. The electronic spectra were measured on a UNICO 2800 UV spectrophotometer in 10 mm thick cuvettes in the wavelength range from 190 to 700 nm.

Results. The presented method of quantitative determination can be used in “end-to-end” standardization, for raw materials of the genus Astragalus, as well as herbal medicines based on astragalus. We selected uniform extraction conditions using 70% ethyl alcohol in the ratio (raw material:extractant) 1:100 extraction was carried out in vacuum boiling mode using a rotary evaporator, at a temperature of 70°C, for 20 minutes, which allowed to obtain the maximum yield of the amount of flavonoids in terms of hyperoside.

Conclusion. A comparative analysis was carried out, according to the indicator, the quantitative content of the sum of flavonoids of the studied species of the genus Astragalus, growing in the territory of the Orenburg region. The optimal extraction technique and further spectrophotometric study have been selected. Using the proposed unified method for quantifying the amount of flavonoids in terms of hyperoside made up from 2.70% to 4.80%.

Full Text

Введение

Растения рода Астрагал (Astragalus L.) принадлежат семейству Бобовые (Fabaceae), которое отличается высоким уровнем морфологической вариабельности и насчитывает около 3000 видов [2]. Во флоре Оренбуржья, не смотря на экстремальные природные условия, представлены различные виды рода Астрагал. Такое разнообразие видов  делает род Астрагал  [3]   важным объектом изучения целого ряда ученых, таких как ботаников, экологов, фармакогностов. Некоторые виды обладают выраженными лечебными свойствами и используются в народной и официальной медицине разных стран мира. Рассмотрим лекарственные виды астрагала, произрастающие на территории Оренбургской области [6].

Астрагал шерстистоцветковый (Astragalus dasyanthus L.) используется преимущественно в китайской и тибетской медицине благодаря своим адаптогенным свойствам. Оказывает общеукрепляющее действие, улучшает иммунитет и поддерживает работу сердечно-сосудистой системы [7].

 Астрагал перепончатый (Astragalus membranaceus В.) широко используется в азиатских странах, особенно в Китае, Корее и Японии. Известен своими иммуностимулирующими, антиоксидантными и гепатопротекторными свойствами [8].

Астрагал датский (Astragalus danicus R.) обладает противовоспалительными и мочегонными свойствами. Используется в фитотерапии для лечения воспалительных заболеваний мочевыводящих путей и почек [9].

Основные направления действия растений рода Астрагал:

  • Иммуномодулирующее: повышает защитные силы организма, укрепляет иммунитет [10];
  • Гипотензивное и ангиопротекторное: нормализует артериальное давление, способствует укреплению стенок сосудов, снижает риск развития атеросклероза;
  • Антисептическое: используют в виде наружных компрессов и примочек для заживления кожных повреждений [11, 12];
  • Гепатопротекторное: способствуют восстановлению клеток печени, применяются при лечении гепатитов и цирроза [13];
  • Общеукрепляющее: часто назначается при переутомлении, хроническом стрессе, нарушении обменных процессов [14, 15].

Таким образом, различные виды рода Астрагал находят широкое применение в медицинских целях, обладая ценными терапевтическими эффектами, однако требуют грамотного подхода и соблюдения рекомендаций специалистов.

Цель – определение количественного содержания суммы флавоноидов методом прямой спектрофотометрии в некоторых видах рода Астрагал.

 

Материал и методы

Сырье исследуемых видов рода Астрагал было собрано вблизи поселка Анатольевка и Зауралье Оренбургской области в мае 2025 года. Собранный материал был высушен в соответствии с требованиями ГФ РФ XV издания. Исследование количественного содержания проводили с использованием ультразвуковой ванны Вилитек VBS при температурном режиме 40 ºС и мощности 60 Вт, водяной бани «ЛАБ-ТБ-6/Ш» при температурном режиме 90 ºС, испарителя ротационного «ИР-1 ЛТ» при температурном режиме 70 ºС. Электронные спектры измерялись на УФ-спектрофотометре UNICO 2800, в кюветах толщиной слоя 10 мм в диапазоне волн от 190 до 700 нм. Раствор сравнения готовили с использованием спирта этилового 96% концентрации.

Исследуемое сырье видов рода Астрагал (рисунок 1) собрано в период цветения на территории Оренбургской области  [1], однако для каждого вида сроки и продолжительность цветения различны, которые начинаются в середине мая и заканчиваются в конце июля (таблица 1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1. Некоторые виды рода Astragalus, собранные на территории Оренбургской области

Figure 1. Some species of the genus Astragalus collected in the Orenburg region

Астрагал датский

(Astragalus danicus R.)

Астрагал нутовый

(Astragalus cicer L.)

Астрагал шерстистоцветковый

(Astragalus dasyanthus L.)

Астрагал лисохвостный

(Astragalus alopecurus Pall.)

Астрагал эспарцетовый

(Astragalus onobrychis L.)

Астрагал перепончатый

(Astragalus membranaceus В.) 

 

Таблица 1. Период и место заготовки некоторых видов рода Астрагал

Table 1. The period and place of harvesting of some species of the genus Astragalus

Наименование

Место сбора

Период сбора

Астрагал эспарцетовый (Astragalus onobrychis L.),

с. Анатольевка Октябрьский район

1-20 июля, 2025

Астрагал шерстистоцветковый (Astragalus dasyanthus L.)

с. Анатольевка Октябрьский район

1-20 июля, 2025

Астрагал лисохвостный (Astragalus alopecurus Pall.)

с. Анатольевка Октябрьский район

1-20 июля, 2025

Астрагал датский (Astragalus danicus R.)

пос. Зауральный Оренбургский район

10-15мая, 2025

Астрагал нутовый (Astragalus cicer L.) Astragalus danicus R.)

пос. Зауральный Оренбургский район

11-20 июня, 2025

Астрагал перепончатый (Astragalus membranaceus В.)

пос. Зауральный Оренбургский район

11-20 июня, 2025

 

 

Результаты

Содержание суммы флавоноидов в исследуемых образцах определяли методом прямой спектрофотометрии. На полученных спектрах водно-спиртовых извлечений из анализируемых видов сырья виден максимум поглощения в области 399 нм (таблица 2). Согласно литературным данным одним из доминириющих флавоноидов в различных видах рода Астрагал является гиперозид с характерным максимумом поглощения при длине волны 399 нм [12, 13]. Таким образом, целесообразно рассчитывать сумму флавоноидов, в пересчете на гиперозид, данное значение будет использовано в качестве аналитической длины волны. Теоретическое значение удельного показателя поглощения (E)  комплекса гиперозида с алюминием хлоридом составляет 330 [14].

            Разработка методики количественного определения складывался из нескольких этапов, определение соотношения «сырье:экстрагент», времени экстракции, способов экстракции (использовали экстракцию с помощью вакуумного кипения и УЗ), концентрации экстрагента (спирта этилового). Были определены оптимальные условия экстракции в режиме вакуумного кипения при температуре 70 °С, в течение 20 минут, соотношение (сырье:экстрагент 1:100) для достижения максимального выхода суммы флавоноидов в образцах рода Астрагал. Результаты представлены в таблице 2.

 

Рисунок 2. Электронные спектры водно-спиртовых извлечений некоторых видов рода Астрагал: A - астрагал датский; B - астрагал перепончатый; C - астрагал шерстистоцветковый; D - астрагал эспарцетовый;  E – астрагал нутовый F - астрагал лисохвостный.

Обозначения: 1 – исходный электронный спектр; 2 -  электронный спектр с добавлением AlCl3

Figure 2. Electronic spectra of water-alcohol extracts of some species of the genus Astragalus:

A - Astragalus danicus; B - Astragalus membranaceus; C - Astragalus dasyanthus; D - Astragalus onobrychis;  E – Astragalus cicer; F - Astragalus alopecurus.

Designations: the initial electronic spectrum; 2 - the electronic spectrum with the addition of AlCl3

A

B

 

C

D

E

F

Таблица 2. Количественное содержание суммы флавоноидов в пересчете на гиперозид в некоторых образцах рода Астрагал

Table 2. Quantitative content of the amount of flavonoids in terms of hyperoside in some samples of the genus Astragalus

Наименование сырья

Концентрация спирта

Степень измельченности сырья, мм

Соотношение (сырье: экстрагент)

Содержание суммы фдавоноидов, %

Астрагал эспарцетовый (Astragalus onobrychis L.),

70%

2

1:100

2,95±0,04

Астрагал шерстистоцветковый (Astragalus dasyanthus L.)

70%

2

1:100

2,90±0,04

Астрагал лисохвостный (Astragalus alopecurus Pall.)

70%

2

1:100

2,70±0,04

Астрагал датский (Astragalus danicus R.)

70%

2

1:100

3,51±0,04

Астрагал нутовый (Astragalus cicer L.)

70%

2

1:100

2,05±0,04

Астрагал перепончатый (Astragalus membranaceus В.)

70%

2

1:100

4,80±0,04

 

Методика определения.

            Аналитическую пробу сырья измельчают до размера частиц, проходящих сквозь сито с отверстиями диаметром 2 мм. 1 г измельченного сырья (точная навеска) помещают в колбу со шлифом вместимостью 100 мл, прибавляют 100 мл, 70% спирта этилового. Колбу закрывают пробкой, взвешивают с точностью до ±0,01, экстракцию проводят в режиме вакуумного кипения, в течение 20 (умеренное кипение) минут при температуре 70°С с использованием ротационного испарителя «ИР-1 ЛТ». Восполняют недостающий экстрагент до первоначальной массы. Извлечение фильтруют через бумажный фильтр («красная» полоса). Испытуемый раствор готовят следующим образом: 1,0 мл полученного извлечения помещают в мерную колбу вместимостью 25 мл, добавляют 2,0 мл 5% алюминия хлорида и доводят объем раствора до метки 96% спиртом этиловым и перемешивают. Через 15 минут измеряют оптическую плотность на спектрофотометре при длине волны 399 нм, в кювете толщиной слоя 10 мм. В качестве раствора сравнения используют раствор, полученный следующим образом: 1,0 мл извлечения помещают в мерную колбу вместимостью 25 мл и доводят объем раствора водой до метки 96% спиртом этиловым. Содержание суммы флавоноидов, в пересчете на гиперозид рассчитывают по формуле:

где:

D– оптическая плотность испытуемого раствора;

m – масса сырья, г;

330 - удельный показатель поглощения комплекса гиперозида с алюминия хлоридом;

W – потеря в массе при высушивании, в процентах.

Метрологические характеристики методик количественного определения содержания суммы флавоноидов в сырье некоторых видов рода Астрагал представлены в таблице 3. Абсолютная погрешность измерения в образцах варьируется от 4,61 % до 5,53 % при величине доверительной вероятности 95%.

Таблица 3. Метрологические характеристики методики количественного определения суммы флавоноидов в сырье некоторых видов рода Астрагал

Table 3. Metrological characteristics of the method of quantitative determination of the amount of flavonoids in the raw materials of some species of the genus Astragalus

Наименование сырья

f

 

S

P, %

t (P,f)

DX

E, %

Астрагал эспарцетовый (Astragalus onobrychis L.),

10

2,95

0,0692

95

2,25

±0,1545

±5,24

Астрагал шерстистоцветковый (Astragalus dasyanthus L.)

10

2,90

0,0599

95

2,25

±0,1336

±4,61

Астрагал лисохвостный (Astragalus alopecurus Pall.)

10

2,70

0,0618

95

2,25

0,1390

±5,15

Астрагал датский (Astragalus danicus R.)

10

3,51

0,0862

95

2,25

±0,1941

±5,53

Астрагал нутовый (Astragalus cicer L.)

10

2,05

0,0499

95

2,25

±0,1123

±5,48

Астрагал перепончатый (Astragalus membranaceus В.)

10

4,80

0,1121

95

2,25

±0,2501

±5,21

 

С помощью подобранной нами методики были проанализированы образцы травы некоторых эндемичных видов рода Астрагал собранных в разных районах Оренбургской области.

Обсуждение. Разработанная методика количественного определения является единой и воспроизводима, для изученных в статье видов астрагала. Нами были подобраны экспериментальным путем условия экстрагирования, с использованием спирта этилового 70% в качестве экстрагента,  соотношением (сырье-экстрагент) 1:100 и режимом  вакуумного кипения в течение 20 минут, что позволило добиться наибольшего выхода из сырья суммы флавоноидов. Способ экстракции эффективен, не трудоемок и затрачивает минимум времени. Таким образом использование предложенной методики количественного определения является методологической основой для стандартизации биологически активных добавок и лекарственных средств на основе сырья растений рода Астрагал.

Выводы. Оптимально подобраны условия анализа количественного определения суммы флавоноидов для травы некоторых видов рода Астрагал. Экстракция является: однократной, быстрой и легковоспроизводимой. Целесообразно использование данного метода прямой спектрофотометрии при аналитической длине волны 399 нм для количественного определения суммы флавоноидов как в сырье, так и лекарственных средствах на его основе. Определено, что  содержание флавоноидов в сырье исследуемых видов рода Астрагал: астрагал эспарцетовый (Astragalus onobrychis L.), астрагал лисохвостный (Astragalus alopecurus Pall.), Астрагал шерстистоцветковый (Astragalus dasyanthus L.), астрагал датский (Astragalus danicus R.), астрагал нутовый (Astragalus cicer L.), астрагал перепончатый (Astragalus membranaceus В.) варьируется от 2,70 % до 4,80 %.

×

About the authors

Maiya V. Labkovskaya

Orenburg State Medical University

Author for correspondence.
Email: labkovskayam@bk.ru
ORCID iD: 0009-0003-8213-9945

Cand. Sci. (Pharmacy), Associate professor, Associate professor of the Department of Management and Economics of Pharmacy, Pharmaceutical Technology and Pharmacognosy.

Russian Federation, Orenburg

Vladimir A. Kurkin

Samara State Medical University

Email: v.a.kurkin@samsmu.ru
ORCID iD: 0000-0002-7513-9352

Dr. Sci. (Pharmacy), Professor, Head of the Department of Pharmacognosy with Botany and the basics of Phytotherapy.

Russian Federation, Samara

Аnna A. Shmygareva

Orenburg State Medical University

Email: a.shmygareva@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6380-5063

Dr. Sci. (Pharmacy), Associate professor, Head of the Department of Management and Economics of Pharmacy, Pharmaceutical Technology and Pharmacognosy.

Russian Federation, Orenburg

References

  1. Labkovskaya MV, Kurkin VA, Shmygareva AA, Sankov AN. Development of a Method for Quantitative Determination of Astragalus membranaceus L. Herbs. Vestnik of the Smolensk State Medical Academy. 2022;21(4):225-229. [Лабковская М.В., Куркин В.А., Шмыгарева А.А., Саньков А.Н. Разработка методики количественного определения травы астрагала перепончатого Astragalus membranaceus L. Вестник Смоленской государственной медицинской академии. 2022;21(4):225-229]. doi: 10.37903/vsgma.2022.4.31
  2. Labkovskaya MV, Shmygareva AA, Kurkin VA, Kochukova AA. Development of a Method for Quantitative Determination of Astragalus onobrychis L. Safflower. Vestnik of the Smolensk State Medical Academy. 2025;24(4):188-193. [Лабковская М.В., Шмыгарева А.А., Куркин В.А., Кочукова А.А. Разработка методики количественного определения травы астрагала эспарцетового Astragalus onobrychis L. Вестник Смоленской государственной медицинской академии. 2025;24(4):188-193]. doi: 10.37903/vsgma.2025.4.23
  3. Matvienko UA, Fomina YuA, Shestopalova NB, et al. Spectrophotometric determination of the amount of flavonoids in some Astragalus species. Farmatsiya. 2021;70(3):11-16. [Матвиенко У.А., Фомина Ю.А., Шестопалова Н.Б., и др. Спектрофотометрическое определение суммы флавоноидов некоторых видов рода астрагал. Фармация. 2021;70(3):11-16]. doi: 10.29296/25419218-2021-03-02
  4. Berezutskiy MA, Yakubova LR, Durnova NA, et al. Drugs Based on Astragalus Extract and Their Pharmacological Properties (Review). Pharmaceutical Chemistry Journal. 2020;54(4);20-25. (In Russ.). [Березуцкий М.А., Якубова Л.Р., Дурнова Н.А., и др. Фармакологические свойства препаратов, созданных на основе экстракта Астрагала (обзор). Химико-фармацевтический журнал. 2020;54(4);20-25]. doi: 10.30906/0023-1134-2020-54-4-20-25
  5. Bratkov VM, Shkondrov AM, Zdraveva PK, Krasteva IN. Flavonoids from the genus Astragalus: phytochemistry and biological activity. Pharmacogn Rev. 2016;10(19):11-32. doi: 10.4103/0973-7847.176550
  6. Pozdnyakova TA, Kuleshova ES, Bubenchikov RA. The study of morphological and anatomical features of the herb Astragalus onobrychis. Medical & pharmaceutical journal “Pulse”. 2020;22(3);59-66. (In Russ.). [Позднякова Т.А., Кулешова Е.С., Бубенчиков Р.А. Изучение морфолого-анатомических особенностей травы астрагала эспарцетного (Аstragalus onobrychis L.). Медико-фармацевтический журнал «Пульс». 2020;22(3);59-66]. doi: 10.26787/nydha-2686-6838-2020-22-3-59-66
  7. Vasilyeva LI. Rod Astragal – Astragalus L. In: Flora of the European part of the USSR. Vol. 6. Leningrad, 1987:47-76. (In Russ.). [Васильева Л.И. Род Астрагал – Astragalus L. В кн.: Флора европейской части СССР. Т. 6. Л., 1987:47-76].
  8. Vasiliev AS, Sukhanov YuV. Brief analysis of modern extraction technologies and the main factors influencing the extraction process. In: Economic science today: theory and practice. Cheboksary, 2018. (In Russ.). [Васильев А.С., Суханов Ю.В. Краткий анализ современных технологий экстракции и основных факторов, влияющих на процесс экстракции. В сб.: Экономическая наука сегодня: теория и практика. Чебоксары, 2018]. ISBN 978-5-6040732-6-1
  9. Azatyan SG, Mazhitova MV. Prospects for application of astragalus plant extract in cardiovascular pathologies. Caspian Journal of Medicine and Pharmacy. 2022;3(1):6-14. [Азатян С.Г., Мажитова М.В. Перспективы применения экстракта растений рода Astragalus при сердечно-сосудистых патологиях. Прикаспийский вестник медицины и фармации. 2022;3(1):6-14]. doi: 10.48612/agmu/2022.3.1.6.14
  10. Sergalieva MU, Mazhitova MV, Samotrueva MA. Plants of the genus Astragalus: prospects for application in pharmacy. Astrakhan Medical Journal. 2015;10(2):17-31. (In Russ.). [Сергалиева М.У., Мажитова М.В., Самотруева М.А. Растения рода астрагал: перспективы применения в фармации. Астраханский медицинский журнал. 2015;10(2):17-31]. EDN: UCUFVL
  11. Budantsev AL. Plant resources of Russia: Wild flowering plants, their component composition and biological activity. Vol. 3. Fabaceae-Apiaceae families. SPb., M., 2010. (In Russ.). [Буданцев А.Л. Растительные ресурсы России: Дикорастущие цветковые растения, их компонентный состав и биологическая активность. Т.3. Семейства Fabaceae-Apiaceae. СПб., М., 2010]. ISBN 978-5-87317-693-9
  12. Pozdnyakova TA, Bubenchikov RA. The study of antioxidant activity of the herb Astragalus glycyphyllus L. Aspirantskiy vestnik Povolzhiya. 2019;1-2:27-32. [Позднякова Т.А., Бубенчиков Р.А. Изучение антиоксидантной активности травы астрагала солодколистного. Аспирантский вестник Поволжья. 2019;1-2:27-32]. doi: 10.17816/2072-2354.2019.19.1.27-32
  13. Kumari S. Evaluation and Comparison of Total Phenolics, Total Flavonoids and Antioxidant Activity of A. Mexicana Aerial Parts in Different Solvents. Journal of Antioxidant Activity. 2023;2(4):22-30. doi: 10.14302/issn.2471-2140.jaa-22-4251
  14. Miao M, Chen X, Wu Zh, et al. Extraction, composition and antioxidant activity of flavonoids from xanthoceras sorbifolium Bunge leaves. J AOAC Int. 2023;106(3):769-777. doi: 10.1093/jaoacint/qsac148

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) Лабковская M., Shmygareva A.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.