Badanie chromatograficzne ekstraktów z Kalanchoe daigremontiana przeprowadziłam z uwagi na niski stan wiedzy dotyczący związków aktywnych występujących w Kalanchoe daigremontiana oraz czynników mających wpływ na jakość ekstraktów (pochodzenie rośliny, procesy zbioru, przechowywania, transportu, suszenia oraz metoda ekstrakcji).
Celem badania chromatograficznego było również porównanie dwóch ekstraktów
– ekstraktu, który przygotowałam na potrzeby badań oraz ekstraktu handlowego.
Przeprowadzone analizy chromatograficzne wykazały, że badane ekstrakty – wodny oraz handlowy nie są ze sobą tożsame pod względem chemicznym. Handlowy ekstrakt proszkowy charakteryzował się znacznie gorszą jakością. Tylko ekstrakt przygotowany na potrzeby badań zawierał związki chemiczne charakterystyczne dla roślin z rodziny Kalanchoe.
Związki aktywne występujące w przygotowanym do badań ekstrakcie z Kalanchoe daigremontiana:
kwas askorbinowy (ascorbic acid)
Działa antyoksydacyjnie, utrzymuje odpowiedni potencjał oksydoredukcyjny i uczestniczy w neutralizowaniu reaktywnych form tlenu i azotu, chroniąc komórki przed powstawaniem uszkodzeń oksydacyjnych. Kwas askorbinowy jest również podstawowym składnikiem odżywczym niezbędnym do utrzymania prawidłowej struktury i funkcjonowania skóry (stymuluje syntezę ceramidów, odpowiedzialnych za utrzymanie prawidłowego nawilżenia skóry i chroni ją przed nadmiernym wysuszeniem) [Pawlaczyk i in. 2012].
kwas jablkowy (malic acid)
Jest kwasem z grupy AHA (alfa-hydroksykwasy), wykazuje działanie hamujące nadmierne rogowacenie naskórka, działa antybakteryjnie i przeciwzapalnie, nawilża, wygładza i rozjaśnia skórę [Ząbczyńska i Jurzak 2012].
kwas fumarowy (fumaric acid)
Estry kwasu fumarowego (FAE – Fumaric Acid Esters) w leczeniu łuszczycy stosowane używane są od 1959 roku. Estry kwasu fumarowego wykazują skuteczność u osób z umiarkowaną lub ciężką postacią łuszczycy. Najbardziej skuteczny jest dimetylofumaran, który hamuje aktywność czynnika transkrypcyjnego NF-kB oraz wydzielanie prozapalnych cytokin przez komórki T. Dodatkowe efekty przeciwłuszczycowe mogą wynikać z indukcji proapoptotycznych ścieżek, tłumienia cząsteczek adhezyjnych i hamowania proliferacji keratynocytów. W skuteczności estrów kwasów fumarowego w leczeniu łuszczycy prawdopodobnie pośredniczą mechanizmy immunomodulujące, które mogą odgrywać rolę także w leczeniu innych chorób zapalnych oraz dermatoz o podłożu autoimmunologicznym [Jabłecka i in. 2015].
kwas cytrynowy (citric acid)
Kwas cytrynowy, podobnie jak inne hydroksykwasy, wykazuje działanie antyoksydacyjne, keratolityczne i rozjaśniające naskórek [Bernstein i in.1997, Ząbczyńska i Jurzak 2012]. Ponadto, kwas cytrynowy jest bardzo popularnym regulatorem pH kosmetyków [Soccol i in. 2006].
kwas bursztynowy (succinic acid)
Kwas bursztynowy jest środkiem przeciwzapalnym, przyspiesza gojenie owrzodzeń i łagodzi podrażnienia skóry.
kwas szczawiooctowy (oxaloacetate)
Organiczny związek chemiczny z grupy dikarboksylowych ketokwasów oraz jeden ze składników zapoczątkowujących cykl kwasu cytrynowego.
Podczas badań chromatograficznych zidentyfikowano ponadto kwasy hydroksybenzoesowe, które zostały zidentyfikowane w Kalanchoe daigremontiana także przez innych autorów [Bär i in. 1997].
kwas galusowy (gallic acid)
Jest silnym antyoksydantem, wykazuje właściwości ściągające, antyseptyczne oraz antybakteryjne [Sikorski 2002]. Hamuje zapalne reakcje alargiczne dzięki czemu może być wykorzystywany jako środkek leczniczy w zapalnych chorobach alergicznych [Guzik i in. 2010].
kwas syryngowy (syringic acid)
Jest pochodną kwasu galusowego, wykazuje działanie antybakteryjne i przeciwutleniające.
kwas protokatechowy (protocatechuic acid)
Kwas protokatechowy podobnie jak wymienione wyżej kwasy fenolowe wykazuje silne właściwości antyoksydacyjne, przeciwzapalne, przeciwbakteryjne, przeciwwirusowe
i przeciwgrzybicze [Mróz i in. 2012].
Spośród kwasów hydroksycynamonowych zidentyfikowano kwas kawowy, kwas ferulowy i kwas kumarowy.
kwas kawowy (caffeic acid)
Kwas kawowy wykazuje właściwości przeciwutleniające, przeciwzapalne, antybakteryjne oraz stymuluje produkcje przeciwciał IgG. Poprzez właściwości przeciwutleniające kwas kawowy zapobiega degradacji kolagenu. Badania wykazały, że kwas kawowy i jego pochodne skutecznie usuwają reaktywne formy tlenu (RFT) i syntetyczne rodniki, chelatują jony metali oraz wpływają na zahamowanie peroksydacji lipidów [Kołodziejczyk-Czepas i in. 2015].
kwas ferulowy (ferulic acid)
Wykazuje właściwości przeciwutleniające, antybakteryjne, szczególnie przeciwko bakteriom Gram-dodatnim (Bacillus sp.) Kwas ferulowy jest wykorzystywany w medycynie jako środek przeciwzapalny i zwalczający dermatozy [Gawlik-Dziki 2004].
kwas kumarowy (coumaric acid)
Wykazuje działanie antyoksydacyjnie.
Wszystkie fenolokwasy zapobiegają fotouszkodzeniom skóry wywołanym przez promieniowanie UV-A i UV-B [Gawlik-Dziki 2004].
W badanym ekstrakcie znajduje się również kwas fosfoenolopirogronowy (phosphoenolpyruvate), natomiast spośród grupy flawonoidów zidentyfikowano:
- roifolinę, rutynę (rutin) wykazującą działanie antyoksydacyjne, przeciwzapalne, uelastyczniające skórę oraz normalizujące proces keratynizacji naskórka.
- apigetrinę, mirycetynę (myricetin), która wykazuje działanie przeciwalergiczne oraz przeciwutleniające
- astragalinę
- afzelinę (afzelin)
- apigeninę (apigenin) wykazującą właściwości przeciwzapalne, przeciwutleniające i rozjaśniające skórę
- kwercytynę (quercetin) i patuleinę wykazujące właściwości antyoksydacyjne, przeciwzapalne i immunomodulacyjne [Kobylińska i Janas 2015]
- luteolinę (luteolin) działającą przeciwzapalnie i antyalergicznie
- kamferol (kaempherol) odpowiadający za właściwości przeciwzapalne antyalergiczne przeciwgrzybicze i antyoksydacyjne
Podczas prowadzonych analiz rozpoznano dwa nowe bufadienolidy Bryotoxin C i Bryophyllin A wyizolowane wcześniej przez [Supratman i in. 2000] podczas badań laboartoryjnych nad inną odmianą Kalanchoe – Kalanchoe pinnata.
Zidentyfikowany w ekstrakcie wodnym z Kalanchoe daigremontiana związek Bryophyllin B został wcześniej wyziolowany z Kalanchoe pinnata przez [Yamagishi i in. 1989].
Spośród innych rozpoznanych związków nielotnych znalazły się alpha amyrin, alpha amyrin acetate, beta amyrin, beta amyrin acetate należące do grupy terpenów i triterpenów.
Poniżej znajduje się lista związków aktywnych znajdujących się w ekstrakcie handlowym z Kalanchoe daigremontiana:
W wyniku przeprowadzonej analizy nielotnych związków organicznych w handlowym ekstrakcie proszkowym zidentyfikowano 22 anality, spośród których znajdują się cukry (D-allose, 1,6-beta-D-glucofuranose), fenol i pochodna fenolu (fenol, 2-[(4-hydroksyfenylo)metylo] ), bisfenole (2,2′-metylenobis fenol, 4,4′-methylenobis fenol), kwasy tłuszczowe (kwas pentadekanowy, kwas linoelinowy), amidy (oktadekanamid, (Z)-13-dokosenamide), ester (ester metylowy kwasu hepta-2,4-dienowego), kwas karboksylowy-kwas chryzantemowy (kwas 2,2-dimethyl-3-(2-methyl-1-propenyl) cyklopropanowy), pochodna imidazolu (4,5-dihydro-2-methyl-1H-imidazol), diketon cykliczny (1,2-cyclopentanedione), N-tlenek aminopirazyny – związek heterocykliczny z grupą aminową, azotowy (3-aminopirazine-1-oksyd), związek bicykliczny z kilkoma grupami hydroksylowymi i mostkami tlenowymi w pierścieniach, produkt rozkładu policukrów – skrobi, celulozy (levoglukosenon).
Spośród lotnych związków organicznych zidentyfikowano także:
- gliceryna (glycerin) – alkohol wielowodorotlenowy, głównym źródłem gliceryny są tłuszcze roślinne i tłuszcze zwierzęce, ale znajduje się również w niektórych owocach i warzywach.
- furfural jest heterocyklicznym aldehydem otrzymywanym z otrębów (łac. furfur – otręby). Jest oleistą, bezbarwną cieczą o charakterystycznym, drażniącym, migdałowym zapachu. Jest otrzymywany w katalizowanej kwasami mineralnymi reakcji dehydratacji ksylozy. Wykorzystywany jako półprodukt do syntez cennych chemikaliów i biopaliw
- alkohol furfurylowy (2-furanmethanol) – pochodna furfuralu wytwarzana w reakcjach katalitycznego uwodornienia furfuralu. Bursztynowy płyn o słabym zapachu spalenizny wykorzystywany w przemyśle polimerowym [Malinowski i Wardzińska 2012].
- 2-furoinian metylu (methylo-2-furoate) stosowany jest w środkach aromatyzujących. Znajduje się w żurawinie, owocach guawy, rodzynkach i innych owocach, pprażonych orzeszkach ziemnych, pomidorach, kawie i w kakao.
- 5-hydroksymethylofurfural – hydroksymetylowa pochodna furfuralu, substancja zapachowa. Otrzymywany w wyniku kwasowej hydrolizy fruktozy (lub hydrolizatów inuliny) oraz glukozy i hydrolizatów celulozy [Malinowski i Wardzińska 2012].
Analiza nielotnych związków organicznych wykazała obecność tylko jednego związku – glukozy. Glukoza jest organicznym związkiem chemicznym, monosacharydem. Jako cukier prosty występuje w znacznych ilościach w owocach i miodzie.
Literatura:
- Bär W., Pfeifer P., Dettner K., 1997, Intra- and interspecific allelochemical effects
in three Kalanchoe-species (Crassulaceae), Zeitschrift für Naturforschung, Section C, Biosciences, 52 (7/8), s. 441-449. - Gawlik-Dziki U., 2004, Fenolokwasy jako bioaktywne składniki żywności, Nauka. Technologia.Jakość, 4 (41), s. 29-40.
- Guzik U., Wojcieszyńska D., Jaroszek P., 2010, Biosynteza kwasu galusowego i jego zastosowanie, Biotechnologia, 1 (88), s. 119-131.
- Jabłecka K., Korzeniowska K, Pawlaczyk M., 2015, Estry kwasu fumarowego w leczeniu łuszczycy, Farmacja Współczesna, 8, s. 106-110.
- Kobylińska A., Janas K. M., 2015, Prozdrowotna rola kwercytyny obecnej w diecie człowieka, Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej, 69, s. 51-62
- Kołodziejczyk-Czepas J., Szejk M., Pawlak A., Żbikowska H. M., 2015, Właściwości przeciwutleniające kwasu kawowego i jego pochodnych, Żywność. Naukowa.Tehcnologia. Jakość, 3 (100), s. 5-17.
- Malinowski A., Wardzińska D., 2012, Katalityczna konwersja furfuralu do biokomponentów paliwowych, Chemik, 66, 9, s. 982-990.
- Mróz P., Wilczek K., Żak M., Zielińska-Pisklak M., 2012, Chromatograficzne metody izolacji i identyfikacji fenolokwasów, Biuletyn Wydziału Farmaceutycznego Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego, 6, s. 40-48.
- Pawlaczyk M., Korzeniowska K., Rokowska-Waluch A., 2012, Witamina C i skóra, Farmacja Współczesna, 5, s. 174-178.
- Soccol C.R., Vandenberghe L.P., Rodrigues C., Pandey A., 2006, New perspectives for citric acid production and application, Food Technology and Biotechnology, 44, s. 141-149.
- Supratman U., Fujita T., Akiyama K., Hayashi H., 2000, New insecticidal bufadienolide, bryophyllin C, from Kalanchoe pinnata, Bioscience Biotechnology Biochemistry, 64(6),
s. 1310-1312. - Yamagishi T., Haruna M., Yan X.Z., Chang J.J., Lee K.H., 1989, Bryophyllin B, a novel potent cytotoxic bufadienolide from Bryophyllum pinnatum, Journal of Natural Products, 52 (5), s. 1071-1079.
- Ząbczyńska M., Jurzak M., 2012, Zastosowanie hydroksykwasów w kosmetologii, Oficyna Wydawnicza AFM, s. 95-105.