Журнал «Агропромышленные технологии Центральной России»

Выпуск №4 (30) (2023)

УДК 664.66.022.39
DOI 10.24888/2541-7835-2023-30-10-19

ИДЕНТИФИКАЦИЯ ХИМИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ГРУПП В СОСТАВЕ ЭФИРНОГО МАСЛА ЧАБЕРА ДУШИСТОГО (Satureja hortensis L)

Автор(ы): Иванов Николай Викторович, Бакин Игорь Алексеевич

Эфирные масла лекарственных растений обладают широким спектром биологической активности, однако в последние годы на первый план выходит проблематика идентификации в составе масел компонентов и химически активных функциональных групп. Данная статья посвящена изучению возможностей применения спектроскопии комбинационного рассеяния света (рамановской спектроскопии) в качестве метода идентификации химически активных соединений лекарственных растений. Целью исследования является использование рамановских характеристик для оценки функциональных групп молекул образцов эфирных масел. Объектом проведенного исследования являлись эфирные масла чабера душистого (Satureja hortensis L), полученных СО2 экстракцией. Использованы области спектроскопии ближнего и среднего инфракрасного диапазона, между областями 100-3000 см-1 при длине волны возбуждения 785 нм. В лабораторных условиях нами установлено присутствие различных типов функциональных групп химических соединений, которые могут обладать биологической активностью. Наиболее часто встречаемыми функциональными группами стали алифатические цепи, ароматические кольца, углерод-фтористые связи, сульфоамидная и сульфоновая функциональные группы. Кроме того, отмечено присутствие устойчивых форм галогенидов, образованных с углеродом. Эти результаты позволяют разработать методологические подходы к идентификации биологически активных соединений в эфирных маслах лекарственных растений с использованием спектроскопии комбинационного рассеяния света и ее модификаций.

Ключевые слова
чабер душистый; эфирные масла; пищевая продукция; рамановская спектроскопия

IDENTIFICATION OF CHEMICALLY ACTIVE FUNCTIONAL GROUPS IN THE COMPOSITION OF ESSENTIAL OIL OF SAWSHOW (Satureja hortensis L)

Author: Ivanov Nikolay V., Bakin Igor A.

Essential oils of medicinal plants have a wide range of biological activity, but in recent years the problem of identifying components and chemically active functional groups in the composition of oils has come to the fore. This article is devoted to studying the possibilities of using Raman spectroscopy (Raman spectroscopy) as a method for identifying chemically active compounds of medicinal plants. The purpose of the study is to use Raman characteristics to evaluate the functional groups of molecules of essential oil samples. The object of the study was the essential oils of savory (Satureja hortensis L), obtained by CO2 extraction. The spectroscopic regions of the near and mid-infrared range were used, between the regions of 100-3000 cm-1 at an excitation wavelength of 785 nm. In laboratory conditions, we have established the presence of various types of functional groups of chemical compounds that may have biological activity. The most frequently encountered functional groups were aliphatic chains, aromatic rings, carbon-fluorine bonds, sulfoamide and sulfonic functional groups. In addition, the presence of stable forms of halides formed with carbon was noted. These results allow us to develop methodological approaches to the identification of biologically active compounds in essential oils of medicinal plants using Raman spectroscopy and its modifications.

Key words:
savory; essential oils; food products; Raman spectroscopy

Список литературы

Амелин В.Г., Лаврухина О. И. Обеспечение безопасности пищевых продуктов средствами химического анализа // Журнал аналитической химии. 2017. Т. 72. №. 1. С. 3-49.
Горбунова Н.А. Неразрушающие методы контроля качества мяса и мясных продуктов // Все о мясе. 2014. № 3. С. 44-47.
Кушнир А.А., Суханов П. Т., Сизо К. О. Определение ноотропов в лекарственных средствах, биологических объектах и пищевых добавках (обзор) // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Химия. Биология. Фармация. 2021. №. 1. С. 5-19.
Пчелкина В.А. Изучение возможностей применения рамановской спектроскопии для анализа меда. Актуальные тенденции в пчеловодстве и апитерапии ХХI века. Коллективная монография // Под редакцией А.З. Брандорф [и др.]. Рыбное: Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный научный центр пчеловодства», 2022. С. 340-344.
Ahmed M.Y.S., Saad R., El-Aleem F.S.A., Lotfy S.N., Fadel H.H.M. Improving the Antioxidant Activity of a Carbonated Lemon Soft Drink // Asian Food Science Journal. 2023. No 22(10). Pp. 22-36.
Brandt C.C., Lobo V.S., Fiametti K.G., Wancura J.H., Oro C.E., Oliveira J.V. Rosemary essential oil microemulsions as antimicrobial and antioxidant agent in tomato paste // Food Chemistry Advances. 2023. No 2. Pp. 100295.
Christian K.T.R., Carole D.F.M., Alain K.Y., Dahouenon-Ahoussi E., Avlessi F., Sohounhloue D., Simal-Gandara J. Essential oils as natural antioxidants for the control of food preservation // Food Chemistry Advances. 2023. Pp. 100312.
De Souza Pedrosa G.T., Pimentel T.C., Gavahian M., de Medeiros L.L., Pagán R., Magnani M. The combined effect of essential oils and emerging technologies on food safety and quality // Lwt. 2021. No 147. Pp. 111593.
Felici M., Tugnoli B., Ghiselli F., Baldo D., Ratti C., Piva A., Grilli E. Investigating the effects of essential oils and pure botanical compounds against Eimeria tenella in vitro // Poultry Science. 2023. No 102(10). Pp. 102898.
Gachkar L., Yadegari D., Rezaei M.B., Taghizadeh M., Astaneh S.A., Rasooli I. Chemical and biological characteristics of Cuminum cyminum and Rosmarinus officinalis essential oils // Food chemistry. 2007. No 102(3). Pp. 898-904.
Gutierrez J., Barry-Ryan C., Bourke P. The antimicrobial efficacy of plant essential oil combinations and interactions with food ingredients // International journal of food microbiology. 2008. No 124(1). Pp. 91-97.
Irshad G., Naz F., Hafiz A.A. Suppression of Fusarium sporotrichioides initiating peach fruit rot with microencapsulated antifungal sachet of clove essential oil tablets // European Journal of Plant Pathology. 2023. Pp. 1-15.
Jannat B., Mirza-Alizadeh A., Farshi P., Dadgarnejad M., Hosseini H., Hashempour-Baltork F., Jafari S.M. Anti-biofilm activity of essential oils in fruit and vegetable: A systematic review // Food Control. 2023. Pp. 109875.
Kourouniotou E., Karagianni N., Bari A., Diseri A., Hatziioannou M., Giannouli P. Effects of Guarana Aqua Extracts on Fermentation Kinetics and Quality Properties of Set-Type Yogurts. Journal of Food Processing and Preservation. 2023.
Lastra-Vargas L., Hernandez-Nava R., Ruíz-Gonzalez N., Jimenez-Mungula M.T., Lopez-Malo A., Palou E. Oregano essential oil as an alternative antimicrobial for the control of Listeria monocytogenes and Salmonella in Turkey mortadella during refrigerated storage // Food Chemistry Advances. 2023. No 2. Pp. 100314.
Li X., Li C., Li C., Wu C., Bai Y., Zhao X. et. al. A novel perspective on the preventive treatment of hydrazine compound-induced liver injury: Isoniazid liver injury as an example // Journal of Ethnopharmacology. 2023. No 315. Pp. 116616.
Llana-Ruiz-Cabello M., Pichardo S., Maisanaba S., Puerto M., Prieto A.I., Gutierrez-Praena D. et. al. In vitro toxicological evaluation of essential oils and their main compounds used in active food packaging: A review // Food and Chemical Toxicology. 2015. No 81. Pp. 9-27.
Mira A., Yamashita S., Katakura Y., Shimizu K. In vitro neuroprotective activities of compounds from Angelica shikokiana Makino // Molecules. 2015. No 20(3). Pp. 4813-4832.
Mu M., Lin Y.T., DeFlorio W., Arcot Y., Liu S., Zhou W., Akbulut M. Multifunctional Antifouling Coatings Involving Mesoporous Nanosilica and Essential Oil with Superhydrophobic, Antibacterial, and Bacterial Antiadhesion Characteristics // Applied Surface Science. 2023. Pp. 157656.
Nazzaro F., Fratianni F., Coppola R., De Feo V. Essential oils and antifungal activity. Pharmaceuticals. 2017. No 10(4). Pp. 86.
Nieto G. Biological activities of three essential oils of the Lamiaceae family // Medicines. 2017. No 4(3). Pp. 63.
Qneibi M., Bdir S., Maayeh C., Bdair M., Sandouka D., Basit D., Hallak M.A Comprehensive Review of Essential Oils and Their Pharmacological Activities in Neurological Disorders: Exploring Neuroprotective Potential // Neurochemical Research. 2023. Pp. 1-32.
Souza A.G., Yudice E.D.C., de Campos I.B., Ferreira R.R., Ferreira G.S., Dal Col R., Rosa D.D.S.Comprehensive mapping of SARS-CoV-2 inhibition using essential or vegetable oils // Journal of Molecular Liquids. 2023. No 387. Pp. 122539.
Smith-Palmer A., Stewart J., Fyfe L. The potential application of plant essential oils as natural food preservatives in soft cheese // Food microbiology. 2001. No 18(4). Pp. 463-470.
Stojanovic N.M., Mladenovic M.Z., Randjelovic P.J., Radulovic N.S. The potential of lemon balm (Melissa officinalis L.) essential oil as an anti-anxiety agent-is the citronellal the activity carrier? // Journal of Ethnopharmacology. 2023. No 314. Pp. 116661.
Tabassum N., Aftab R.A., Yousuf O., Ahmad S., Zaidi S. Application of nanoemulsion based edible coating on fresh-cut papaya // Journal of Food Engineering. 2023. No 355. Pp. 111579.
Tepe B., Cilkiz M. A pharmacological and phytochemical overview on Satureja // Pharmaceutical biology. 2016. Vol. 54. No. 3. Pp. 375-412.
Viuda-Martos M., Ruiz-Navajas Y., Fernandez-López J., Perez-Alvarez J. A. Antibacterial activity of different essential oils obtained from spices widely used in Mediterranean diet // International journal of food science & technology. 2008. No 43(3). Pp. 526-531.
Yu Y., Fu D., Zhou H., Su J., Chen S., Lv G. Potential application of Atractylodes macrocephala Koidz. as a natural drug for bone mass regulation: A review // Journal of Ethnopharmacology. 2023. Pp. 116718.
Zaidi A.H., Shaukat A., Anwar H., Kizilbash N. Mechanism of the antidiabetic action of Nigella sativa and thymoquinone: A review // Frontiers in Nutrition. 2023. No 10. Pp. 1126272.