Дубильными веществами (танидами) называют растительные высокомолекулярные фенольные соединения, способные осаждать белки и обладающие вяжущим вкусом.

Термин “дубильные вещества” сложился исторически, благодаря способности этих соединений превращать сырую шкуру животных в прочную кожу, устойчивую к воздействию влаги и микроорганизмов. Использовать этот термин официально предложил в 1796 г Сеген для обозначения в экстрактах некоторых растений веществ, способных осуществлять процесс дубления.

Дубление - это сложное химическое взаимодействие танидов с молекулами коллагена - основного белка соединительной ткани. Дубящими свойствами обладают многоядерные фенолы, содержащие в молекуле более одного гидроксила. При плоском расположении танида на белковой молекуле между ними возникают устойчивые водородные связи:

Фрагмент молекулы белка Фрагмент молекулы танида

Прочность взаимодействия танида с белком зависит от числа водородных связей и лимитируется величиной молекулы полифенольного соединения. Молекулярная масса дубильных веществ может составлять до 20 000. При этом на 100 единиц молекулярной массы в танидах приходится по 1-2 фенольные оксигруппы. Поэтому количество образующихся водородных связей многочисленно и процесс дубления является необратимым. Гидрофобные радикалы, ориентированные во внешнюю среду, делают кожу недоступной для влаги и микроорганизмов.

Не все дубильные вещества способны к истинному дублению. Этим свойством отличаются соединения, имеющие молекулярную массу 1 000 и более. Полифенольные соединения с массой менее 1 000 не способны дубить кожу и обладают только вяжущим действием.

Дубильные вещества очень широко применяются в промышленности. Достаточно сказать, что мировое производство танидов превышает 1 500 000 тонн в год, а доля растительных танидов составляет до 50-60% от общего количества.

Распространение в растительном мире и роль дубильных веществ в растениях. Дубильные вещества широко встречаются у представителей покрыто- и голосемянных, водорослей, грибов, лишайников, в плаунах и папоротниках. Они содержатся во многих высших растениях, особенно двудольных. Наибольшее их количество выявлено в ряде представителей семейств Fabaceae, Myrtaceae, Rosaceae, Anacardiaceae, Fagaceae, Polygonaceae.

Дубильные вещества в растении находятся в клеточных вакуолях и при старении клеток адсорбируются на клеточных стенках. В больших количествах накапливаются в подземных органах, коре, но могут быть в листьях и плодах.

Дубильные вещества выполняют в растениях в основном защитные функции. При механическом повреждении тканей начинается усиленное образование дубильных веществ, сопровождающееся их окислительной конденсацией в поверхностных слоях, защищая тем самым растение от дальнейшего повреждения и негативного влияния болезнетворных микроорганизмов. Благодаря большому количеству фенольных гидроксилов дубильные вещества обладают выраженными бактериостатическими и фунгицидными свойствами, предохраняя тем самым растительные организмы от различных заболеваний.

Классификация дубильных веществ. В 1894 г. Г. Проктер, изучая конечные продукты пиролиза дубильных веществ, обнаружил 2 группы соединений - пирогалловые (образуется пирогаллол) и пирокатехиновые (при разложении образуется пирокатехин):

К. Фрейденберг в 1933 г. уточнил классификацию Г. Проктера. Он, как и Проктер, классифицировал дубильные вещества по конечным продуктам их распада, но не в условиях пиролиза, а при кислотном гидролизе. В зависимости от способности к гидролизу К. Фрейденберг предложил выделить две группы дубильных веществ:гидролизуемые и конденсированные. В настоящее время более часто пользуются класификацией К. Фрейденберга.

К группе гидролизуемых дубильных веществ относятся соединения, построенные по типу сложных эфиров и распадающиеся при кислотном гидролизе на составляющие компоненты. Центральным звеном чаще всего бывает глюкоза, реже - другие сахара или алициклические соединения (например, хинная кислота). Спиртовые гидроксилы центрального остатка могут быть связаны эфирной связью с галловой кислотой, образуя при этом группу галлотанинов , или эллаговой кислотой, образуя группу эллаготанинов .

Галлотанины - эфиры галловой кислоты, наиболее часто встречаемые в группе гидролизуемых дубильных веществ. Существуют моно-, ди-, три-, тетра-, пента- и полигаллоильные эфиры. Представителем моногаллоильных эфиров является b-D-глюкогаллин:

Примером полигаллоильных эфиров может служить китайский танин, структура которого впервые была установлена в 1963 г. Хэуорсом:

Эллаготанины являются сложными эфирами сахара и эллаговой кислоты или ее производными. Эллаговая кислота образуется при окислении двух молекул галловой кислоты до гексаоксидифеновой, которая тотчас же образует лактон – эллаговую кислоту:

Как и в предыдущем случае, сахарным компонентом эллаготанинов чаще всего выступает глюкоза.

Несахарные эфиры галловых кислот представляют собой сложные эфиры галловой кислоты и несахарного компонента, такого как хинная кислота, оксикоричная и др. Примером данной группы веществ может служить 3,4,5-тригаллоилхинная кислота.

Конденсированные дубильные вещества отличаются от гидролизуемых тем, что при кислотном гидролизе не происходит их расщепления на составляющие компоненты, а наоборот, под действием минеральных кислот образуются плотные красно-коричневые продукты полимеризации - флобафены.

Конденсированные дубильные вещества образованы главным образом катехинами и лейкоцианидинами, и, гораздо реже, другими восстановленными формами флавоноидов. Конденсированные дубильные вещества не относятся к группе «Гликозиды»: в конденсированных дубильных веществах сахарный компонент отсутствует.

Образование конденсированных дубильных веществ может происходить двумя путями. К. Фрейденберг (30-е годы XX в) установил, что образование конденсированных дубильных веществ - это неферментативный процесс аутоконденсации катехинов или лейкоцианидинов (или их перекрестная конденсация) в результате воздействия кислорода воздуха, тепла и кислой среды. Аутоконденсация сопровождается разрывом пиранового кольца катехинов и С-2 углеродный атом одной молекулы соединяется углерод-углеродной связью с С-6 или С-8 углеродным атомом другой молекулы. При этом может образовываться достаточно протяженная цепь:

По мнению другого ученого - Д. Хатуэя, конденсированные дубильные вещества могут образовываться в результате ферментативной окислительной конденсации молекул по типу “голова к хвосту” (кольцо А к кольцу В) или “хвост к хвосту” (кольцо В к кольцу В):

В растениях, содержащих конденсированные дубильные вещества, обязательно есть их предшественники - свободные катехины или лейкоцианидины. Часто встречаются смешанные конденсированные полимеры, состоящие из катехинов и лейкоцианидинов.

Как правило, в растениях одновременно присутствуют дубильные вещества как конденсированной, так и гидролизуемой групп.

Физико-химические свойства дубильных веществ . Дубильные вещества отличаются высокой молекулярной массой - до 20 000. Природные дубильные вещества, за небольшим исключением, известны до настоящего времени только в аморфном состоянии. Причина этого заключается в том, что эти вещества представляют собой смеси соединений, сходные по химической структуре, но различающиеся по молекулярной массе.

Дубильные вещества - это желтые или бурые соединения, образующие в воде коллоидные растворы. Растворимы в этаноле, ацетоне, бутаноле и не растворимы в растворителях с выраженной гидрофобностью - хлороформе, бензоле и т.п.

Галлотанины плохо растворимы в холодной воде и относительно хорошо - в горячей.

Дубильные вещества обладают оптической активностью, легко окисляются на воздухе.

Благодаря наличию фенольных гидроксилов осаждаются солями тяжелых металлов и образуют окрашенные соединения с Fe +3 .

Выделение дубильных веществ из растительного сырья. Поскольку дубильные вещества представляют собой смесь различных полифенолов, их выделение и анализ представляет определенную трудность.

Часто для получения суммы дубильных веществ сырье экстрагируют горячей водой (дубильные вещества плохо растворимы в холодной воде) и охлажденную вытяжку обрабатывают органическим растворителем (хлороформ, бензол и др.) для удаления липофильных веществ. Затем дубильные вещества осаждают солями тяжелых металлов с последующим разрушением комплекса серной кислотой или сульфидами.

Для получения фракции дубильных веществ, сходных по химической структуре, можно использовать экстракцию сырья диэтиловым эфиром, метиловым или этиловым спиртами с предварительным удалением липофильных компонентов с помощью растворителей с выраженной гидрофобностью – петролейным эфиром, бензолом, хлороформом.

Широко распространено выделение некоторых компонентов дубильных веществ осаждением из водных или водно-спиртовых растворов солями свинца. Полученные осадки затем обрабатывают разбавленной серной кислотой.

При выделении индивидуальных компонентов дубильных веществ используют хроматографические методы: адсорбционную хроматографию на целлюлозе, полиамиде; ионообменную на различных катионитах; распределительную на силикагеле; гельфильтрацию на молекулярных ситах.

Идентификацию индивидуальных компонентов дубильных веществ проводят с помощью хроматографии на бумаге или в тонком слое сорбента, с помощью спектрального анализа, качественных реакций и изучения продуктов расщепления.

Качественный анализ дубильных веществ . Качественные реакции на дубильные вещества можно разделить на две группы: реакции осаждения и цветные реакции. Для проведения качественных реакций сырье, чаще всего, экстрагируют горячей водой.

Реакции осаждения. 1. При взаимодействии дубильных веществ с 1% раствором желатина, приготовленном на 10% растворе натрия хлорида, образуется осадок или возникает помутнение раствора. При добавлении избытка желатина помутнение исчезает.

2. Таниды дают обильные осадки с алкалоидами (кофеин, пахикарпин), а также некоторыми азотистыми основаниями (уротропин, новокаин, дибазол).

3. При взаимодействии с 10% раствором уксуснокислого свинца дубильные вещества гидролизуемой группы образуют хлопьевидный осадок.

4. Дубильные вещества конденсированной группы образуют хлопьевидный осадок в реакции с бромной водой.

Цветные реакции. Дубильные вещества гидролизуемой группы с раствором железоаммонийных квасцов образуют черно-синие окрашенные соединения, а конденсированной группы - черно-зеленые.

Если в растении одновременно содержатся дубильные вещества и гидролизуемой и конденсированной группы, то вначале гидролизуемые таниды осаждают 10% раствором ацетата свинца, осадок отфильтровывают, а затем проводят реакцию фильтрата с раствором железоаммонийных квасцов. Появление темно-зеленой окраски свидетельствует о наличии веществ конденсированной группы.

Количественное определение дубильных веществ. При том, что существует около 100 различных способов количественного определения дубильных веществ, точный количественный анализ этой группы биологически активных веществ затруднен.

Среди широко применяемых способ количественного определения дубильных веществ можно выделить следующие.

1. Гравиметрические - основаны на количественном осаждении дубильных веществ желатином, солями тяжелых металлов и т.п.

2. Титриметрические - основаны на окислительных реакциях, прежде всего с перманганатом калия.

3. Фотоэлектроколориметрические - основаны на способности дубильных веществ образовывать устойчивые окрашенные продукты реакции с солями окисного железа, фосфорновольфрамовой кислотой и т.д.

Государственной Фармакопеей X и XI изданий рекомендован титриметрический способ количественного определения дубильных веществ.

ДВ - это смесь различных полифенолов, имеющих сложную структуру, и очень лабильных, поэтому выделение и анализ индивидуальных компонентов представляет собой большие трудности.

Для получения суммы ДВ (схема 13) ЛРС экстрагируют горячей водой, а затем охлаждают. Водный экстракт обрабатывают последовательно:

1. Петролейным эфиром (или бензолом) - для очистки от хлорофилла, терпеноидов и липидов.

2. Диэтиловым эфиром, который извлекает катехины, оксикоричные кислоты и др. фенольные соединения.

3. Этилацетатом, в который переходят лейкоантоцианидины, эфиры оксикоричных кислот и др.

Оставшееся водное извлечение с дубильными веществами и другими фенольными соединениями и фракции диэтилового эфира и этилацетата разделяют на индивидуальные компоненты с помощью различных видов хроматографии. Используют

 адсорбционную хроматографию на колонках целлюлозы, полиамида (иногда вместо полиамида используют гольевой порошок);

 распределительную хроматографию на колонках силикагеля;

 ионообменную;

 гель-фильтрацию на колонках сефадекса и др.

Идентификация индивидуальных компонентов ДВ основана на хроматографических методах (хроматография на бумаге и тонкослойная), спектральных исследованиях, качественных реакциях и изучении продуктов расщепления.

Схема 13

Качественный анализ

Качественные реакции можно подразделить на 2 группы:

I. Общие реакции осаждения - для обнаружения ДВ.

II. Групповые - для установления принадлежности ДВ к определенной группе.

Для проведения качественных реакций готовят водное извлечение из ЛРС.

I. Для обнаружения дубильных веществ проводят реакции:

1) с 1% раствором желатина в 10% растворе натрия хлорида. Появляется муть, исчезающая при добавлении избытка желатина. Реакция специфична ;

2) осаждение ДВ солями алкалоидов (сульфат хинина). Образуется белый осадок;

3) с 5% раствором бихромата калия. Образуется коричневый осадок или муть. (Это и гистохимическая реакция обнаружения локализации ДВ в сырье);

4) с раствором основного ацетата свинца. Образуется белый осадок.

II. Определение групповой принадлежности ДВ :

1) с 1% раствором железоаммониевых квасцов гидролизуемые ДВ дают черно-синее окрашивание, а конденсированные - черно-зеленое;

2) 10% раствор среднего ацетата свинца в уксуснокислом растворе (10%) осаждает гидролизуемые ДВ, конденсированные остаются в растворе, которые с железоаммониевыми квасцами дают черно-зеленое окрашивание;

3) при нагревании извлечения с бромной водой конденсированные ДВ выпадают в осадок;

4) смесь 40% раствора формальдегида и концентрированной хлористоводородной кислоты осаждает конденсированные ДВ, а гидролизуемые остаются в растворе.

Реакция на катехины : с 1% раствором ванилина в концентрированной хлористоводородной кислоте образуется ярко-красное окрашивание.

Лейкоантоцианидины можно обнаружить, нагревая извлечение с раствором хлористоводородной кислоты - появляется красное окрашивание за счет образования антоцианов.

Количественный анализ

Все методы количественного определения ДВ в ЛРС можно разделить на гравиметрические, объемные и физико-химические.

1. Гравиметрические методы :

1) Ранее использовали осаждение ДВ желатином или ацетатом меди. В настоящее время эти методики потеряли свое значение.

2) В кожевенной промышленности применяется весовой единый метод (ВЕМ). Метод основан на свойстве ДВ давать необратимые соединения с коллагеном кожи.

Получают водное извлечение из ЛРС, делят его на 2 равные части. Одну часть упаривают, высушивают и взвешивают (Р). Вторую часть обрабатывают кожным (гольевым) порошком, фильтруют. Фильтрат упаривают досуха, высушивают и взвешивают (Р 1). По разности сухих остатков в контроле (Р) и в опыте (Р 1) определяют содержание ДВ.

2. Объемные методы :

1) В ГФ ХI (вып. 1, с. 286) принят оксидиметрический метод определения ДВ (схема 14).

Схема 14

Схема количественного определения ДВ в ЛРС

Подготовка ЛРС (измельчение, просеивание, взятие навески)

Экстракция ДВ водой при нагревании

Фильтрация

На выброс -

охлаждение отработанное сырье

Окислительно-восстановительное титрование

Часть фильтрата, разбавленного водой,

титруют раствором перманганата калия

в присутствии индигосульфокислоты

Расчет результатов

Метод основан на окислении фенольных ОН-групп перманганатом калия в присутствии индигосульфокислоты, которая является регулятором и индикатором реакции. После полного окисления ДВ перманганатом калия начинает окисляться индигосульфокислота до изатина, в результате чего окраска из синей переходит в золотисто-желтую.

ИНДИГОСУЛЬФОКИСЛОТА ИЗАТИН

(синий цвет) (золотисто-желтый)

Методика имеет ряд недостатков - кроме ДВ, происходит окисление других соединений. Несмотря на различную структуру ДВ в сырье, пересчет их содержания ведется на танин.

2) Для количественного определения танина в листьях сумаха и скумпии включен метод осаждения ДВ сульфатом цинка с последующим комплексонометрическим титрованием трилоном Б в присутствии ксиленового оранжевого.

3. Физико-химические методы :

1) Колориметрические методы связаны со способностью ДВ давать окрашенные соединения с фосфорно-молибденовой или фосфорно-вольфрамовой кислотами в присутствии карбоната натрия или с реактивом Фолина - Дениса и др.

2) Хромато-спектрофотометрические методы .

Введение
В растениях одной из наиболее распространенных групп биологически активных веществ (БАВ) являются дубильные вещества (танины), которые обладают широким спектром фармакологической активности. Дубильные вещества оказывают кровоостанавливающее, вяжущее, противовоспалительное, антимикробное действие, а также проявляют высокую P-витаминную активность, антисклеротическое и антигипоксическое действие. Конденсированные дубильные вещества являются антиоксидантами, оказывают противоопухолевый эффект. Танины используют как противоядие при отравлении гликозидами, алкалоидами, солями тяжелых металлов. В медицине дубильные вещества применяются в терапии таких заболеваний как стоматиты, гингивиты, фарингиты, ангины, колиты, энтероколиты, дизентерии, применяют их и при ожогах, маточных, желудочных и геморроидальных кровотечениях .
Определение содержания дубильных веществ является важным составляющим в установлении качества растительного сырья, содержащего танины. Для определения дубильных веществ существует различные методы, но чаще всего применяются титриметрический и спектрофотометрический методы .
Цель работы – валидационная оценка методик количественного определения дубильных веществ по показателям сходимость, правильность, линейность.
Материалы и методы исследования
В качестве объекта исследования использовалось сырье – воздушно-сухая трава манжетки обыкновенной (Alchemilla vulgaris L.)сем. Розоцветные (Rosaceae).
Для валидационной оценки методик количественного определения дубильных веществ в воздушно-сухой траве манжетки обыкновенной были выбраны два метода: перманганатометрическое титрование и спектрофотометрическое определение на основе реакции с реактивом Фолина-Чокальтеу . Выбор методик обоснован частотой использования их на практике.
Воздушно-сухую траву манжетки обыкновенной заготавливали в сентябре 2015 года в Приморском районе Архангельской области, которая являлась сырьем для исследования и количественного определения дубильных веществ (танинов).
Методика перманганатометрического определения является фармакопейной, которая и основана на реакции окисления танинов раствором калия перманганата . Около 2 г (точная навеска), измельченного сырья, просеянного сквозь сито с размером отверстий 3 мм, помещали в коническую колбу вместимостью 500 мл, прибавляли 250 мл нагретой до кипения воды и кипятили с обратным холодильником на электрической плитке с закрытой спиралью в течение 30 минут при периодическом перемешивании. Полученное извлечение охлаждали до комнатной температуры и процеживали коническую колбу вместимостью 250 мл через вату так, чтобы частицы сырья не попали в колбу. Отбирали пипеткой 25 мл полученного извлечения и переносили в другую коническую колбу вместимостью 750 мл, прибавили 500 мл воды, 25 мл раствора индигосульфокислоты и титровали при постоянном перемешивании раствором калия перманганата (0,02 моль/л) до золотисто-желтого окрашивания.
Параллельно проводили контрольный опыт.
1 мл раствора перманганата калия (0,02 моль/л) соответствует 0,004157 г дубильных веществ в пересчете на танин.
Содержание дубильных веществ (Х), в процентах, в пересчете на абсолютное сухое сырье, вычислили по формуле (1):

Где (1)

V – объем раствора перманганата калия (0,02 моль/л), израсходованного на титрование извлечения, мл;
– объем раствора перманганата калия (0,02 моль/л), израсходованного на титрование в контрольном опыте, мл;
0,004157 – количество дубильных веществ, соответствующее 1 мл раствора перманганата калия (0,02 моль/л) (в пересчете на танин), г;
250 – общий объем извлечения, мл;
25 – объем извлечения, взятого для титрования, мл.
m – масса сырья, г;
W – потеря в массе при высушивании сырья, г;
Для количественного определения дубильных веществ методом спектрофотометрии, около 1 г (точная навеска) исследуемого растительного сырья, измельченного до размера частиц, проходящих через сита с размером отверстий 1 мм, помещали в коническую колбу со шлифом вместимостью 50 мл, добавляли 25 мл смеси ацетон-вода в соотношении 7:3 (70% раствор ацетона). Колбу закрывали и помещали в лабораторное перемешивающее устройство (ЛАБ ПУ-2, Россия) на 60 минут. Полученное извлечение фильтровали в мерную колбу вместимостью 50 мл и доводили объем до метки 70% раствором ацетона (раствор А).
В мерную колбу вместимостью 10 мл помещали 1 мл раствора А, объем раствора в колбе доводили водой очищенной до метки (раствор Б).
0,5 мл раствора Б помещали в мерную колбу вместимостью 10 мл, добавляли 2 мл воды очищенной, 0,25 мл реактива Фолена-Чокальтеу, 1,25 мл 20% раствора натрия карбоната и доводили объем раствора водой до метки. Колбу оставляли на 40 минут в защищенном от света месте. Оптическую плотность раствора определяли при длине волны 750 нм. В качестве раствора сравнения использовали смесь реактивов без добавления извлечения.
Содержание дубильных веществ в извлечениях из растительного сырья рассчитывали по значениям градуировочного графика для построения которого, использовали 0,1 мг/мл раствор стандартного образца CO танина. С этой целью 0,05 г (точная масса) CO танина помещали в мерную колбу вместимостью 100 мл, растворяли в 30 мл воды и объем в колбе доводили тем же растворителем до метки (раствор A).
1 мл полученного раствора переносили в мерную колбу вместимостью 10 мл. Объем раствора в колбе доводили водой до метки (раствор Б).
Серию растворов, содержащих по 1; 2; 3; 4; 5 мкг/мл CO танина готовили, помещая навески раствора Б в мерные колбы вместимостью 10 мл, прибавляли реактив Фолина–Чокалтеу и 20% водный раствор натрия карбоната, объем растворов в колбе доводили водой до метки.
Растворы перемешивали, колбы укупоривали и выдерживали при комнатной температуре в защищенном от света месте в течение 40 мин.
Оптическую плотность полученных растворов определяли спектрофотометрически в кварцевых кюветах с толщиной слоя 1 см при длине волны 725 нм относительно раствора сравнения.
Раствор сравнения представлял собой смесь реагентов без добавления CO танина (раствор B).
По результатам проведенных исследований строили график зависимости оптической плотности от концентрации танина (рис.1).

С учетом полученных значений рассчитывали сумму дубильных веществ, в пересчете на танин по формуле:

, где

Результаты
Результаты количественного определения дубильных веществ методом титрования представлены в табл. 1.

Таблица 1. Результаты количественного определения дубильных веществ методом перманганатометрии

Масса навески растительного сырья, г	Объём перманганата калия (0,02 моль/л), израсходованного на титрование полученного извлечения из растительного сырья, мл	Количество дубильных веществ, % (X i )
2,10250		15,34892	15,72% 0,154 Δ = 0,395 ε = 2,52% S r = 0,024
2,03255		15,21262
2,18345		15,84713
2,24350		16,24333
2,12465		15,85257
2,07055		15,80574

Среднее значение содержания дубильных веществ в сырье составило 15,7%. Рассчитанное значение величины относительного стандартного отклонения (0,024%), которое не превышает 2%, что характеризует удовлетворительную сходимость полученных результатов.
Для определения правильности методики использовали метод добавки. С этой целью в колбу для титрования добавляли по 1 мл 0,05%, 0,1% и 0,15% CO танина и титровали трижды для каждого случая. Результаты проведенных исследований представлены в табл. 2.

Таблица 2. Определение правильности методики перманганатометрического титрования дубильных веществ

Количество добавленного СО танина, г	Масса сырья, г	Рассчитанное количество дубильных веществ, г	Найденное количество дубильных веществ, г	Открываемость, %	Метрологические характеристики
0,0005	2,2435	0,0357	0,0353	98,87	99,91% 1,198 0,399 t расч. =0,23 t табл. =2,31
	2,1247	0,0339	0,0340	100,29
	2,0706	0,0330	0,0337	102,12
0,001	2,2435	0,0362	0,0357	98,61
	2,1247	0,0344	0,0340	98,84
	2,0706	0,0335	0,0336	100,51
0,0015	2,2435	0,0367	0,0366	99,73
	2,1247	0,0349	0,0353	101,14
	2,0706	0,0340	0,0337	99,12

Полученные результаты свидетельствуют о том, что рассчитанный коэффициент Стьюдента меньше табличного значения и методика не содержит систематической ошибки, что позволяет сделать вывод о ее правильности.
Для изучения линейности определяли зависимость найденных значений количественного содержания дубильных веществ от навески исследуемого растительного сырья. С этой целью проводили количественное определение танинов в шести навесках воздушно–сухого сырья манжетки обыкновенной, отличающихся по массе (табл. 3).

Таблица 3. Зависимость найденного содержания дубильных веществ от массы навески растительного сырья методом перманганатометрии

Навеска сырья, г	Объем калия перманганата, пошедший на титрование, мл
2,0706		0,3159
3,0013	10,8	0,4490
4,0595	13,0	0,5404
5,1180	15,3	0,6360
6,1385	18,2	0,7566

По полученным в ходе проведенных исследований данным строили график зависимости определенного содержания дубильных веществ от массы навески исследуемого растительного сырья (рис. 2) и рассчитывали коэффициент корреляции.

Рис. 2. График зависимости найденного количества дубильных веществ от массы навески воздушно сухого сырья манжетки обыкновенной

Рассчитанный коэффициент корелляции не превышал 0,95, что свидетельствует о линейности результатов определения содержания исследуемых веществ от массы навески анализируемого растительного сырья в обозначенном интервале концентраций.
Результаты количественного определения дубильных веществ в воздушно сухом сырье травы манжетки обыкновенной методом спектрофотометрии представлены в табл. 4.

Таблица 4. Результаты количественного определения дубильных веществ методом спектрофотометрии

Масса навески, г	Оптическая плотность раствора		Найденное количество дубильных веществ, % (X i )	Метрологические характеристики
1,02755	0,5957	7,30920	7,87340	7,84% 0,11 Δ = 0,28 ε = 3,61% S r =0,034%
0,99745	0,6130	7,52147	8,34656
1,0068	0,5678	6,96687	7,65932
0,99580	0,5742	7,04539	7,83120
1,0060	0,5750	7,05521	7,76261
1,00670	0,5617	6,89202	7,57779

Среднее значение содержания дубильных веществ в растительном сырье составляет 7,8% при относительном стандартном отклонении (0,034%), не превышающем 2%, что характеризует удовлетворительную сходимость результатов.
Для определения правильности методики использовали метод добавки. С этой целью в колбу с первичным ацетоновым извлечением добавляли по 1 мл 0,05%, 0,1% и 0,15% раствора CO танина и далее проводили количественное определение дубильных веществ трижды для каждой концентрации. Результаты проведенных исследований представлены в табл. 5.

Общие понятия о дубильных веществах и их распространении

Дубильные вещества - это неядовитые и безазотистые, аморфные соединения, большинство из которых растворяются в воде и спирте, обладающие сильным вяжущим свойством.

Дубильными веществами можно назвать растительные полифенольные соединения, молекулярная масса которых от 500 до 3000, они способны образовывать достаточно прочные связи с алкалоидами и белками, обладают дубящими свойствами.

Способность этих веществ основывается на их взаимодействии с коллагеном, образовывать устойчивую поперечносвязанную структуру кожи при помощи образования водородных соединений молекул коллагена и фенольных гидроксил дубильных веществ.

Впервые употребление термина «дубильные вещества» было использовано в 1796 году исследователем Франции Сегеном. С его помощью обозначалось присутствие в экстрактах растений веществ, которые способствуют осуществлению процесса дубления. Кожевенная промышленность заложила начало изучению химизма дубильных веществ. (Рис. 1)

Рисунок №2. Дуб

Иное определение дубильным веществам - «танниды». Оно происходит от латинской формы названия кельтского дуба - «тан». (Рисунок №2)

Первые исследования в научной области химизации дубильных веществ начинаются с середины 18 века.

Первая публикация - работа Гледича от 1754 года с названием «Об использовании плодов черники, как сырья для получения дубильных веществ». Первая монография была в 1913 году Деккера, обобщала весь известный материал по дубильным веществам.

Исследованием свойств дубильных веществ занимались крупнейшие зарубежные химики: Г. Проктер, Э. Фишер, К. Фрейденберг, П. Каррер.

В природе множество растений (в большинстве двудольные) которые могут содержать дубильные вещества. Растения, обладающие дубильными веществами, распространяются во всех поясах земного шара. Особо насыщены ими тропические пояса. Содержание в растениях дубящих веществ в зависимости от факторов: возраст, фаза развития, место произрастания, климатические и почвенные условия. С самым высоким содержанием ДВ признаны растения семейств: сумаховых, розоцветных, буковых, гречишных, вересковых, березовых.

Классификация дубильных веществ

Дубильные вещества (ДВ) по сути - это смесь разных полифенолов. Из-за многообразия их химического состава классифицировать однозначно невозможно.

Согласно классифицированию Г. Проктера (1894г) разделил дубильные вещества на две объёмные группы (в зависимости от природы продуктов, их разложении при температуре от 180 до 2000С (без поступления воздуха) (Таблица № 1):

1. пирогалловые (при разложении выделяют пирогаллол);
2. пирокатехиновые (образуют пирокатехин).

По результатам дальнейших исследований химии таннидов Фрейденберг (в 1933 г) скорректировал классификацию Проктера. Им было рекомендовано определить первую группу (пирогалловые ДВ) - как гидролизуемые, а вторую (пирокатехиновые ДВ) - как конденсированные.

В растениях, зачастую, содержатся смеси дубильных веществ относящиеся к обеим группам. В связи с этим, многие виды веществ дубильных в растениях однозначно нельзя отнести к одному выделенному типу. В наше время применяется классификация Фрейденберга, которая обозначила две основные группы: (Таблица №2):

1.Гидролизуемые (эфиры кислот и сахаров) (

• галлотанины - галловой;
• несахаридные - фенолкарбоновых;
• эллаготанины - эллаговой.

2. Конденсированные (негидролизуемые):

• флавандиолов - 3, 4;
• флаванолов - 3;
• оксистильбенов.

Дубильные вещества их применение.

Благодаря свойствам дубильных веществ образовывать связи с солями тяжелых металлов, сердечными гликозидами и алкалоидами их применяют при отравлении как антидоты. Действие основано на способности соединяться с белками и образовывать плотные альбуминаты. (Рис. 3)

Методика определения количества дубильных веществ в пересчете на танин.

Для этого точной навеской (около 2г) сырья измельченного, просеянного через сито(отверстия диаметра 3 мм), далее помещают в колбу вместимость которой 500 мл, необходимо залить 250 мл воды, нагретой до кипения и далее кипятить ещё 30 мин, периодически перемешивая используем электрическую плитку, чтобы спираль была закрытой и с обратным холодильником. Далее жидкость охлаждаем до комнатной температуры, процеживаем отделяя около 100мл в колбу размером 200-250 мл тщательно через вату, чтобы частички использованного сырья не попали в колбу. Пипеткой отбираем 25 мл от полученного содержимого в другой конический сосуд объёмом 750мл, прибавляем 500мл воды, 25 мл индикаторной жидкости. Титруем, постоянно перемешивая содержимое с перманганатом калия (0,02 моль на литр) до окрашивания в золотисто-желтый цвет.

Параллельно проводим контрольное испытание.

Соотношение 1 мл KMnO4 (0,02 моль на литр) равное 0,004157 г дубильным веществам.

Количество определяемых веществ (Х) (в %) с помощью формулы пересчитываем на абсолютное сухое сырьё :

V - объём KMnO4 (0,02моль/л), использованного на титрование (миллилитры);

V 1 - объём KMnO4 (0,02моль/л), использованного на титрование в контрольном испытании (миллилитры);

0,04157 – количество дубильных веществ, (1 мл марганцевокислый (0,02моль/л) граммы);

m – масса сырья (граммы);

W – потеря массы при высушивании сырья (проценты);

250 –объём извлечения общий (миллилитры);

25 – объём извлеченного раствора для титрования (миллилитры).

Задачей проведения исследования стоит выяснить соответствуют ли полученные показатели заданным нормам. Концентрация дубильных веществ в продукте должна соответствовать определенным нормам, только в том случае будут подтверждены заявленные свойства продукта. Результаты испытания, удовлетворяющие требования НД, считают соответствующими и на исследуемый вид продукции выдается документ, подтверждающий соответствие качества продукта.

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:

Ø Общие реакции осаждения – для обнаружения дубильных веществ

Ø Групповые – для установления принадлежности дубильных веществ к определенной группе

Для обнаружения дубильных веществ в растительном сырье используют следующие реакции:

1. 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.

2. 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 H 2 SO 4 развивается яркая красная окраска).

Катехины образуют при этой реакции окрашенный продукт следующего строения:

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.

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.