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.

Содержимое (Table of Contents)

ОФС.1.5.3.0008.15 Определение содержания дубильных веществ в лекарственном растительном сырье и лекарственных растительных препаратах

Взамен ст. ГФ XI

Определение содержания дубильных веществ в лекарственном растительном сырье и лекарственных растительных препаратах проводят титриметрическим и/или спектрофотометрическим методами. Титриметрический метод заключается в определении суммы дубильных веществ в пересчете на танин, а спектрофотометрический метод позволяет определять сумму дубильных веществ в пересчете на пирогаллол.

Метод 1. Определение суммы дубильных веществ в пересчете на танин

Около 2 г (точная навеска) измельченного лекарственного растительного сырья или лекарственного растительного препарата, просеянного сквозь сито с отверстиями размером 3 мм, помещают в коническую колбу вместимостью 500 мл, заливают 250 мл нагретой до кипения воды и кипятят с обратным холодильником на электрической плитке с закрытой спиралью в течение 30 мин при периодическом перемешивании. Полученное извлечение охлаждают до комнатной температуры и фильтруют через вату в мерную колбу вместимостью 250 мл так, чтобы частицы сырья/препарата не попали в колбу, доводят объем раствора водой до метки и перемешивают. 25,0 мл полученного водного извлечения помещают в коническую колбу вместимостью 1000 мл, прибавляют 500 мл воды, 25 мл раствора индигосульфокислоты и титруют при постоянном перемешивании калия перманганата раствором 0,02 М до золотисто-желтого окрашивания.

Параллельно проводят контрольный опыт: в коническую колбу вместимостью 1000 мл помещают 525 мл воды, 25 мл раствора индигосульфокислоты и титруют при постоянном перемешивании калия перманганата раствором 0,02 М до золотисто-желтого окрашивания.

1 мл калия перманганата раствора 0,02 М соответствует 0,004157 г дубильных веществ в пересчете на танин.

(V – V 1 ) · 0,004157 · 250 · 100 · 100

X = ————————————————— ,

a · 25 · (100 – W )

V – объем калия перманганата раствора 0,02 М, израсходованного на титрование водного извлечения, мл;

V 1 — объем калия перманганата раствора 0,02 М, израсходованного на титрование в контрольном опыте, мл;

0,004157 – количество дубильных веществ, соответствующее 1 мл калия перманганата раствора 0,02 М (в пересчете на танин), г;

a – навеска сырья или лекарственного растительного препарата, г;

W – влажность лекарственного растительного сырья или лекарственного растительного препарата, %;

250 – общий объем водного извлечения, мл;

25 – объем водного извлечения, взятого для титрования, мл.

Примечание. Приготовление раствора индигосульфокислоты. 1 г индигокармина растворяют в 25 мл серной кислоты концентрированной, затем прибавляют дополнительно 25 мл серной кислоты концентрированной и разбавляют водой до 1000 мл, осторожно вливая полученный раствор в воду, в мерной колбе вместимостью 1000 мл, перемешивают.

Метод 2. Определение суммы дубильных веществ в пересчете на пирогаллол

Около 0,5 — 1,0 г (точную навеску или иную, указанную в фармакопейной статье или нормативной документации) измельченного лекарственного растительного сырья или лекарственного растительного препарата, просеянного сквозь сито с отверстиями размером 0,18 мм, помещают в коническую колбу вместимостью 250 мл, прибавляют 150 мл воды и кипятят на водяной бане с обратным холодильником в течение 30 мин. Полученное водное извлечение в колбе охлаждают до комнатной температуры, фильтруют через вату в мерную колбу вместимостью 250 мл так, чтобы частицы сырья не попали в колбу, доводят объем раствора водой до метки и перемешивают. Полученный раствор фильтруют через бумажный фильтр диаметром около 125 мм, отбрасывая первые 50 мл фильтрата.

Определение проводят в защищенном от света месте.

Определение суммы дубильных веществ . 5,0 мл фильтрата помещают в мерную колбу вместимостью 25 мл, доводят объем раствора водой до метки и перемешивают. 2,0 мл полученного раствора помещают в мерную колбу вместимостью 25 мл, прибавляют 1 мл фосфорномолибденововольфрамового реактива, 10 мл воды и доводят объем раствора до метки натрия карбоната раствором 10,6 % (испытуемый раствор). Через 30 мин измеряют оптическую плотность испытуемого раствора (А 1) на спектрофотометре при длине волны 760 нм в кювете с толщиной слоя 10 мм, используя в качестве раствора сравнения воду.

Определение суммы дубильных веществ, не адсорбируемых кожным порошком. К 10,0 мл фильтрата прибавляют 0,1 г кожного порошка, перемешивают полученную смесь в течение 60 мин и фильтруют через бумажный фильтр. 5,0 мл полученного фильтрата помещают в мерную колбу вместимостью 25 мл, доводят объем раствора водой до метки и перемешивают. 2,0 мл полученного раствора помещают в мерную колбу вместимостью 25 мл, прибавляют 1 мл фосфорномолибденововольфрамового реактива, 10 мл воды, объем раствора доводят до метки натрия карбоната раствором 10,6 % и перемешивают (испытуемый раствор). Через 30 мин измеряют оптическую плотность испытуемого раствора (А 2) на спектрофотометре при длине волны 760 нм в кювете с толщиной слоя 10 мм, используя в качестве раствора сравнения воду.

Параллельно измеряют оптическую плотность стандартного раствора.

2,0 мл раствора СО пирогаллола помещают в мерную колбу вместимостью 25 мл, прибавляют 1 мл фосфорномолибденововольфрамового реактива, 10 мл воды, доводят объем раствора до метки натрия карбоната раствором 10,6 % и перемешивают (стандартный раствор). Через 30 мин измеряют оптическую плотность стандартного раствора (А 3) на спектрофотометре при длине волны 760 нм в кювете с толщиной слоя 10 мм, используя в качестве раствора сравнения воду.

А 1 – оптическая плотность испытуемого раствора при определении суммы дубильных веществ;

А 2 – оптическая плотность испытуемого раствора при определении суммы дубильных веществ, не адсорбируемых кожным порошком, в пересчете на пирогаллол;

А 3 — оптическая плотность стандартного раствора;

a — навеска лекарственного растительного сырья или лекарственного растительного препарата, г;

a 0 — навеска СО пирогаллола, г;

W – влажность лекарственного растительного сырья или лекарственного растительного препарата, %.

Примечание . Приготовление раствора СО пирогаллола . 0,05 г (точная навеска) СО пирогаллола помещают в мерную колбу вместимостью 100 мл, растворяют в воде, доводят объем раствора водой до метки, перемешивают. 5,0 мл полученного раствора помещают в мерную колбу вместимостью 100 мл, доводят объем раствора водой до метки и перемешивают. Раствор используют свежеприготовленным.

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.

text_fields

text_fields

arrow_upward

Дубильные вещества (танниды) — это сложные смеси растительных высокомолекулярных полимеров фенольных соединений с молекулярной массой от 300 до 5000 (порядка 500-3000), обладающие вяжущим вкусом, способные образовывать прочные связи с белками, превращая невыделанную шкуру животных в дубленую кожу.

Сущность процесса дубления заключается в образовании прочных водородных связей между фенольными гидроксилами дубильных веществ и молекулами белка коллагена. В результате возникает прочная поперечно связанная структура — кожа, устойчивая к воздействию тепла, влаги, микроорганизмов, ферментов, т.е. не поддающаяся гниению.

Полифенольные соединения с более низкой молекулярной массой (менее 300) только адсорбируются на белках, но не способны образовывать устойчивые комплексы, и в качестве дубителей не используются. Высокомолекулярные полифенолы (с молекулярной массой более 5000) также не являются дубителями, так как их молекулы слишком велики и не проникают между фибриллами коллагена.

Таким образом, главное отличие дубильных веществ от других полифенольных соединений — это способность образовывать прочные водородные связи с белками.

Термин «дубильные вещества» был впервые использован французским ученым Сегеном в 1796 году для обозначения присутствующих в экстрактах некоторых растений веществ, способных осуществлять процесс дубления. Другое название дубильных веществ – «танниды» происходит от латинизированной формы кельтского названия дуба – «tan », кору которого издавна использовали для обработки кож.

Первые научные исследования в области химии дубильных веществ относятся ко второй половине XVIII века. Они были вызваны практическими запросами кожевенной промышленности. Первая опубликованная работа — работа Гледича (1754 г.) «Об использовании плодов черники как сырья для получения дубильных веществ». Первой монографией была монография Деккера, вышедшая в 1913 году, которая обобщала весь накопленный материал по дубильным веществам. Поиском, выделением и установлением структуры дубильных веществ занимались отечественные ученые Л.Ф. Ильин, A.Л. Курсанов, М.Н. Запрометов, Ф.М. Флавицкий, Г. Поварнин, А.И. Опарин и др.; зарубежные ученые Г. Проктер, К. Фрейденберг, Э. Фишер, П. Каррер и др.

Распространение в растительном мире

text_fields

text_fields

arrow_upward

Дубильные вещества широко распространены в живой природе. Встречаются преимущественно в растениях, обнаружены также в водорослях, грибах и лишайниках. Наиболее распространены дубильные вещества среди представителей двудольных, в которых они накапливаются в максимальных количествах. Однодольные обычно не содержат дубильных веществ, в папоротниках дубильные вещества встречаются, а у хвощей, мхов, плаунов их практически нет, или они находятся в минимальных количествах.

Наиболее высоким содержанием дубильных веществ отличаются семейства:

• сумаховые — Anacardiaceae (сумах дубильный, скумпия кожевенная);
• розоцветные — Rosaceae (кровохлебка лекарственная, лапчатка прямостоячая);
• буковые — Fagaceae (дуб обыкновенный (д. черешчатый) и д. скальный);
• гречишные — Polygonaceae (змеевик большой и з. мясо-красный);
• вересковые — Еricасеае (толокнянка, брусника);
• березовые — Betulaceae (ольха серая и о. клейкая) и др.

Роль для жизни растений

text_fields

text_fields

arrow_upward

Биологическая роль для жизни растений до конца не выяснена. Существует несколько гипотез:

1. дубильные вещества — отбросы жизнедеятельности растительных организмов;
2. дубильные вещества — одна из форм запасных питательных веществ. На это указывает их локализация в подземных органах и коре;
3. дубильные вещества выполняют защитную функцию, т.к. при повреждении растений они образуют комплексы с белками, которые создают защитную пленку, препятствующую проникновению фитопатогенных организмов. Обладают бактерицидными и фунгицидными свойствами;
4. дубильные вещества участвуют в окислительно-восстановительных процессах, являются переносчиками кислорода в растениях.

Биосинтез, локализация и накопление дубильных веществ в растениях

text_fields

text_fields

arrow_upward

Биосинтез гидролизуемых дубильных веществ идет по шикиматному пути, конденсированные дубильные вещества образуются по смешанному пути (шикиматному и ацетатно-малонатному).

Дубильные вещества находятся в растворенном состоянии в вакуолях растительных клеток, при старении клеток адсорбируются на клеточных стенках. Локализуются в клетках эпидермиса, обкладочных клетках, окружающих проводящие пучки (жилки листьев), в паренхимных клетках сердцевинных лучей, коры, древесины и флоэмы.

Дубильные вещества в больших количествах накапливаются, главным образом, в подземных органах многолетних травянистых растений (корневища бадана, змеевика, лапчатки, корневища и корни кровохлебки), в коре и древесине деревьев и кустарников (кора дуба, калины), в плодах (плоды черемухи, черники, соплодия ольхи), реже в листьях (листья скумпии, сумаха, чая).

Накопление таннидов зависит от генетических факторов, климатических и экологических условий. У травянистых растений, как правило, минимальное количество дубильных веществ отмечается весной в период отрастания побегов, затем их содержание увеличивается и достигает максимума в период бутонизации и цветения (например, корневища лапчатки). К концу вегетации количество дубильных веществ постепенно снижается. У кровохлебки максимум дубильных веществ накапливается в фазу развития розеточных листьев, в фазу цветения их содержание снижается, а осенью вновь увеличивается. Фаза вегетации влияет не только на количество, но и на качественный состав дубильных веществ. Весной, в период сокодвижения в коре деревьев и кустарников и в фазу отрастания побегов у травянистых растений преимущественно накапливаются гидролизуемые танниды, а осенью в фазу отмирания растений — конденсированные танниды и продукты их полимеризации — флобафены (красени).

Наиболее благоприятными для накопления таннидов являются условия умеренного климата (лесная зона и высокогорный альпийский пояс).

Наибольшее содержание дубильных веществ отмечено у растений, произрастающих на плотных известковых почвах, на рыхлых черноземных и песчаных почвах их содержание меньше. Способствуют накоплению дубильных веществ почвы, богатые фосфором, богатые азотом почвы снижают содержание таннидов.

Заготовка, сушка и хранение сырья, содержащего дубильные вещества

text_fields

text_fields

arrow_upward

Заготовку лекарственного растительного сырья, содержащего дубильные вещества, проводят по общим правилам. Однако имеются некоторые исключения из правил:

• корневища лапчатки заготавливают летом, во время цветения, т.к. содержание конденсированных дубильных веществ в них достаточно большое, а также учитывают то обстоятельство, что после отцветания растения и увядания его надземной части, осенью, лапчатку практически невозможно обнаружить в травостое болотистых мест;
• корневища змеевика выкапывают сразу после отцветания растения;
• корневища и корни кровохлебки надо выкапывать в период плодоношения, когда темно-красные соцветия легко заметны в травостое;
• соплодия ольхи собирают поздней осенью или зимой, когда не мешают листья.

Сушат собранное сырье в сушилках при температуре не выше 60 ºС (40-60 ºС). При естественной сушке сырье раскладывают тонким слоем на открытом воздухе или в закрытом проветриваемом помещении.

Сырье можно сушить на солнце, т.к. дубильные вещества не разлагаются под действием ультрафиолетовых лучей.

Хранить сырье, содержащее дубильные вещества, следует по общим правилам. Плоды черемухи и черники хранят отдельно, вместе с другими плодами. Соплодия ольхи хранят вместе со всеми видами сырья, т.к. соплодия деревянистые и, как показал опыт, не подвергаются порче амбарными вредителями.

Физические и химические свойства

text_fields

text_fields

arrow_upward

Дубильные вещества выделяются из растительного сырья в виде смеси полимеров и представляют собой аморфные вещества желтого или желто-бурого цвета, без запаха, вяжущего вкуса, очень гигроскопичные. Хорошо растворяются в воде (особенно в горячей) с образованием коллоидных растворов, растворимы также в спиртах этиловом и метиловом, ацетоне, этилацетате, бутаноле, пиридине. Нерастворимы в хлороформе, бензоле, диэтиловом эфире и других неполярных растворителях, оптически активны.

Легко окисляются на воздухе. Способны образовывать прочные межмолекулярные связи с белками и другими полимерами (пектиновые вещества, целлюлоза и др.). Под действием ферментов и кислот гидролизуемые дубильные вещества распадаются на составные части, конденсированные дубильные вещества — полимеризуются.

Из водных растворов осаждаются желатином, алкалоидами, свинца основного ацетатом, калия бихроматом, кардиотоническими гликозидами.

Как вещества фенольной природы, дубильные вещества легко окисляются калия перманганатом в кислой среде и другими окислителями, образуют окрашенные комплексы с солями тяжелых металлов, трехвалентного железа, бромной водой.

Способны легко адсорбироваться на кожном порошке, целлюлозе, вате.

Анализ сырья, содержащего дубильные вещества

text_fields

text_fields

arrow_upward

Для получения суммы дубильных веществ растительное сырье экстрагируют горячей водой в соотношении 1:30 или 1:10.

Качественный анализ

Используют качественные реакции (осаждения и цветные) и хроматографическое исследование.

I. Общие реакции осаждения – для обнаружения дубильных веществ в сырье:

1. Специфической реакцией является реакция осаждения желатином, используют 1 % раствор желатина на 10 % растворе натрия хлорида. Появляется хлопьевидный осадок или муть, исчезающие при добавлении избытка желатина. Отрицательная реакция с желатином свидетельствует об отсутствии дубильных веществ.
2. Реакция с солями алкалоидов, используют 1 % раствор хинина хлорида. Появляется аморфный осадок за счет образования водородных связей между гидроксильными группами дубильных веществ и атомами азота алкалоида.

Эти реакции дают одинаковый эффект независимо от группы таннидов. Ряд реакций позволяют определить принадлежность дубильных веществ к определенной группе.

II. Групповые качественные реакции на дубильные вещества:

№	Реактив	Гидролизуемые танниды	Конденсированные танниды
1	разбавленная кислота серная	гидролиз	красно-коричневые флобафены (красени)
2	бромная вода (5г брома в 1 л воды)	———	оранжевый или желтый осадок
3	1 % раствор квасцов железоаммонийных (железа окисного хлорид не используют, т.к. его раствор имеет кислую реакцию среды)	черно-синее окрашивание или осадок	черно-зеленое окрашивание или осадок
4	10 % раствор свинца среднего ацетата (одновременно добавляют 10 % раствор кислоты уксусной)	белый осадок, нерастворимый в кислоте уксусной (осадок отфильтровывают и в фильтрате определяют содержание конденсированных таннидов, с 1 % раствором квасцов железоаммонийных — черно-зеленое окрашивание)	белый осадок, растворимый в кислоте уксусной
5	проба Стиасни (40 % раствор формальдегида с концентрированной кислотой хлористоводородной)	———	осадок кирпично-красного цвета (осадок отфильтровывают и в фильтрате определяют содержание гидролизуемых таннидов, в нейтральной среде с 1 % раствором квасцов железоаммонийных — черно-синее окрашивание)
6	1 % раствор ванилина в концентрированной кислоте хлористоводородной	———	оранжево-красное окрашивание (катехины)

Реакция с 1 % спиртовым раствором квасцов железоаммонийных включена во все нормативные документы на лекарственное сырье как реакция для определения их подлинности. Реакция рекомендована ГФ XI и проводится как с отваром из сырья (кора дуба, корневища змеевика, соплодия ольхи, плоды черники), так и для открытия дубильных веществ непосредственно в сухом сырье (кора дуба, кора калины, корневища бадана).

Количественное определение

Известно около 100 различных методов количественного определения дубильных веществ, которые можно разделить на следующие основные группы.

1. Гравиметрические , или весовые методы — основаны на количественном осаждении дубильных веществ желатином, ионами тяжелых металлов или адсорбцией кожным (гольевым) порошком.

Для технических целей во всем мире стандартным является гравиметрический метод с применением гольевого порошка — весовой единый метод (ВЕМ).

Водный экстракт дубильных веществ делят на две равные части. Одну часть экстракта выпаривают и высушивают до постоянной массы. Другую часть экстракта обрабатывают кожным порошком и фильтруют. Дубильные вещества адсорбируются на кожном порошке и остаются на фильтре. Фильтрат и промывные воды выпаривают и высушивают до постоянной массы. Содержание дубильных веществ рассчитывают по разнице в массе сухих остатков.

Метод неточный, т.к. кожный порошок адсорбирует и низкомолекулярные фенольные соединения, довольно трудоемкий и дорогой.

1. Титриметрические методы. К ним относятся:

а) Желатиновый метод — основан на способности дубильных веществ образовывать нерастворимые комплексы с белками. Водные извлечения из сырья титруют 1 % раствором желатина, в точке эквивалентности комплексы желатинотаннаты растворяются в избытке реактива. Титр устанавливают по чистому таннину. Точку эквивалентности определяют путем отбора наименьшего объема титрованного раствора, вызывающего полное осаждение дубильных веществ.

Метод наиболее точный, т.к. позволяет определить количество истинных дубильных веществ. Недостатки: длительность определения и трудность установления точки эквивалентности.

б) Перманганатометрический метод (метод Левенталя-Нейбауера в модификации А.Л. Курсанова). Это фармакопейный метод, основан на легкой окисляемости дубильных веществ калия перманганатом в кислой среде в присутствии индикатора и катализатора индигосульфокислоты, которая в точке эквивалентности переходит в изатин, и цвет раствора меняется от синего до золотисто-желтого.

Особенности определения, позволяющие оттитровать только макромолекулы дубильных веществ: титрование проводится в сильно разбавленных растворах (извлечение разбавляется в 20 раз) при комнатной температуре в кислой среде, калия перманганат добавляется медленно, по каплям, при интенсивном перемешивании.

Метод экономичный, быстрый, прост в исполнении, но недостаточно точный, т.к. калия перманганат окисляет частично и низкомолекулярные фенольные соединения.

1. Физико-химические методы.

а) Фотоэлектроколориметрические методы основаны на способности дубильных веществ образовывать окрашенные соединения с солями трехвалентного железа, кислотой фосфорно-вольфрамовой, реактивом Фолина-Дениса и др.

б) Хроматоспектрофотометрические и нефелометрические методы используют в научных исследованиях.

Пути использования сырья, медицинское применение, препараты

text_fields

text_fields

arrow_upward

Кроме источников промышленного получения медицинского таннина, все изучаемые объекты включены в приказ № 79 от 18.03.97 г., разрешающий безрецептурный отпуск сырья из аптек.

В экстемпоральной рецептуре и в домашних условиях сырье используют в виде отваров и в составе сборов.

Галеновые препараты не выпускаются (жидкие экстракты корневищ бадана и корневищ и корней кровохлебки в настоящее время исключены из Государственного реестра).

Из листьев скумпии кожевенной, сумаха дубильного, галлов китайских и турецких получают таннин и комбинированные препараты «Танальбин» (комплекс таннина с белком казеином) и «Тансал» (комплекс танальбина с фенилсалицилатом). Из соплодий ольхи получен препарат «Альтан».

Сырье и препараты, содержащие дубильные вещества, применяются наружно и внутрь как

• вяжущие,
• противовоспалительные,
• бактерицидные и
• кровоостанавливающие средства.

Действие основано на способности дубильных веществ связываться с белками с образованием плотных альбуминатов. При соприкосновении с воспаленной слизистой оболочкой или раневой поверхностью образуется тонкая поверхностная пленка, защищающая от раздражения чувствительные нервные окончания. Происходит уплотнение клеточных мембран, сужение кровеносных сосудов, уменьшается выделение экссудатов, что приводит к уменьшению воспалительного процесса.

Благодаря способности дубильных веществ образовывать осадки с алкалоидами, кардиотоническими гликозидами, солями тяжелых металлов, их используют как противоядия при отравлении этими веществами.

Наружно

• при заболеваниях полости рта, зева, гортани (стоматиты, гингивиты, фарингиты, ангины), а также
• при ожогах применяют отвары коры дуба, корневищ бадана, змеевика, лапчатки, корневищ и корней кровохлебки, таннин, «Альтан».

Внутрь

• при желудочно-кишечных заболеваниях (колитах, энтероколитах, поносах, дизентерии) применяют препараты таннина («Танальбин», «Тансал»), «Альтан», отвары плодов черники, черемухи (особенно в детской практике), соплодий ольхи, корневищ бадана, змеевика, лапчатки, корневищ и корней кровохлебки.

Как кровоостанавливающие средства

• при маточных, желудочных и геморроидальных кровотечениях применяют отвары коры калины, корневищ и корней кровохлебки, корневищ лапчатки, соплодий ольхи.

Отвары готовят в соотношении 1:5 или 1:10 .

Нельзя применять очень концентрированные отвары , так как при этом пленка альбуминатов высыхает, появляются трещины, и возникает вторичный воспалительный процесс.

Экспериментально установлено противоопухолевое действие дубильных веществ водного экстракта перикарпия плодов гранатника (при лимфосаркоме, саркоме и других заболеваниях) и препарата «Ханерол», полученного на основе эллаготаннинов и полисахаридов соцветий кипрея узколистного (иван-чая) (при раке желудка и легких).

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.