Общая характеристика березового гриба (чаги) и его химического состава

содержат только одну двойную связь;

3. трициклические, содержат три кольца углеродных атомов, из которых хотя бы одно шестичленное. Терпены этой группы не содержат двойные связи и являются насыщенными  карбоциклическими соединениями;
4. дитерпены,  тритерпены  и   политерпены  могут содержать и более

трех циклов. Производные терпенов по характеру функциональных групп подразделяют на спирты, альдегиды, кетоны, окиси, гидроокиси,   перекиси,

кислоты галогенопроизводные [17].

Плотность (ρ) терпенов обычно меньше 1, Т_кип собственно терпенов колеблется от 150 до 190 °С, сесквитерпенов от 230 до 300 °С, дитерпенов выше 300 °С. Терпены не растворимы в воде, но хорошо растворимы в органических растворителях (особенно неполярных). Собственно терпены легко перегоняются с водяным паром, сескви- и дитерпены – труднее, а три- и политерпены практически не перегоняются. Запах терпенов, как правило, приятный. Особенно у алифатических и моноциклических терпенов, их  спиртов и эфиров. Терпены весьма реакционноспособные соединения, они легко окисляются на воздухе, особенно на свету, и превращаются при этом в кислородсодержащие полимеры; легко изомеризуются при нагревании, особенно в присутствии кислых агентов. По двойным связям терпены легко гидрогенизируются, гидратируются, присоединяют галогены, кислород, серу. При длительном нагревании без доступа воздуха (400-500 °С) кольца терпенов раскрываются, при этом из бициклических терпенов можно получить моноциклические и даже алифатические терпены. При нагревании до 700 °С и выше все терпены деполимеризуются до изопрена [18].

Из растений терпены  выделяют перегонкой с паром, сухой  перегонкой, экстракцией летучими растворителями. Индивидуальные терпены выделяют из их   смесей   фракционной  перегонкой  в  вакууме  на  колонках,   методами

хроматографии и другими способами [19].

Тритерпеновые соединения

Тритерпеновые      соединения     –       класс       соединений,       широко

распространенных в различных вегетативных органах березы.

Тритерпены, имеющие гликозидный характер, называют тритерпеновыми сапонинами (гликозидами). Термин “сапонин” или “сапонозид”, был впервые предложен в 1819 г. Мэлоном для вещества, выделенного Шрайдером в 1811 г. из мыльнянки.  Сапонины представляют собой сложные органические соединения гликозидного характера. Большинство из них вызывают гемолиз эритроцитов крови. Водные растворы сапонинов (или извлечения из растительного сырья) образуют при встряхивании обильную пену, подобно мыльной, в результате чего эти вещества и получили название сапонинов, от латинского слова sapo – мыло. Сапонины весьма токсичны для холоднокровных животных. Они вызывают гибель (или парализуют) их даже в очень больших разведениях (1:1000000). Молекулы сапонинов, как и других гликозидов, состоят из углеводной части и агликона, который называется сапогенином. По структуре сапогенина (агликона) сапонины разделяются на две группы, значительно отличающиеся по свойствам: стероидные и тритерпеновые гликозид. Особое внимание привлекают тритерпеновые, обладающие широким спектром биологического действия и являющиеся ценными лекарственными средствами [20].

Тритерпеновые сапонины – пентациклические терпеноиды, в которых изопреновая  структурная единица С₅Н₈ повторяется пятикратно (Рисунок 1.2).

 

Рисунок 1.2 – Структура пентациклического тритерпена

 

В их углеводных компонентах могут находиться от 1 до 10 различных

моносахаров, отличающихся  местами присоединения и видом  связи. В состав углеводной части молекулы сапонинов входят моносахара: D–глюкоза, D-галактоза, L-ксилоза, D-галактуроновая кислота, L-рамноза, реже другие [21].

Почти все терпеновые сапонины растительного происхождения можно

подразделить по строению агликона на 4 группы (Рисунок 1.3):

 

                               

α-амирин                                                        β-амирин

 

                                    

лупеол                                                                      дамаран

Рисунок 1.3 – Основные группы тритерпеновых сапонинов

 

Производные лупеола  – бетулин и бетулиновая кислота  – выделены из березы. Бетулиновая кислота является обычным компонентом бересты, листьев, березового гриба (чаги), хотя её содержание значительно ниже, чем бетулина. Береста березы является местом максимальной локализации тритерпеновых гликозидов, в настоящее время изучен химический состав 27 видов берез. Из них наиболее полно – береста березы бородавчатой, из которой выделено 17 производных лупана и олеана [20].

Идентификация бетулина и его аналогов

Для идентификации  тритерпеновых соединений нет   индивидуальных

специфических, качественных реакций. Наиболее часто применяется ТСХ в системах для нейтральных тритерпеноидов: н-бутиловый спирт – этанол – вода; н-бутиловый спирт – уксусная кислота – вода в различных соотношениях; хлороформ – метанол – вода (65:35:10); хлороформ   – этанол (10:1),  (7:3);

хлороформ – бензол (10:1).

В качестве проявителей  используются:

- 20 % серная кислота с последующим нагреванием в сушильном шкафу при 115-120 °С (коричнево-фиолетовое окрашивание);

- 5 % ФМК в спирте с последующим нагреванием в сушильном шкафу до 170 °С (синее окрашивание);

- раствором сульфата  церия (III) в 30 % серной кислоте и нагреванием пластин при 110 °С (розовое окрашивание).

 

1.5.2 Органические кислоты

В составе чаги были обнаружены следующие органические кислоты: щавелевая, муравьиная, уксусная, масляная, ванилиновая, п-оксибензойная кислоты, две тритерпеновые из группы тетрациклических тритерпенов, обликвиновая, инонотовая, агарициновая, гуминоподобная чаговая кислота [3].

Органические  кислоты оказывают большое влияние на организм человека, обладая способностью участвовать в обменных процессах. Ароматические карбоновые и оксикарбоновые кислоты обладают противовоспалительным действием [22].

Гуминоподобная чаговая  кислота относится к группе гуминовых  кислот, представляющих собой смесь природных  органических соединения, образующихся при разложении отмерших растений и их гумификации. По химической структуре гуминовые кислоты – высокомолекулярные (M=1300-1500 г/моль) конденсированные ароматические соединения, в которых установлено наличие фенольных гидроксилов, карбоксильных, карбонильных и ацетогрупп, простых эфирных связей и другие. Элементный   состав: 50 – 70  %  углерода, 4 – 6 % водорода, 25 – 35 % кислорода.

Гуминовые кислоты могут использоваться как стимуляторы роста растений и антисептики при лечении кожных болезней сельскохозяйственных животных [23].

В     составе     чаги   найдены    15   амининокислот,   среди     которых

преобладающими были: глицин, аспарагиновая и глютаминовая кислоты (40 % от суммы всех кислот), а также тирозин, серин, треонин, лейцин, метионин,

лизин, гистидин [24].

Глицин активно участвует в обеспечении кислородом процесса образования новых клеток. Является важным участником выработки гормонов, ответственных за усиление иммунной системы.

Эта аминокислота является исходным веществом для синтеза  других аминокислот, а также донором аминогруппы при синтезе гемоглобина и других веществ. Глицин  очень важен для создания соединительных  тканей.

Глютаминовая  кислота служит важным источником аминогруппы в метаболических процессах. Глютаминовая кислота способна присоединять аммиак, превращаясь в глютамин, и переносить его в печень, где затем образуется мочевина и глюкоза, который важен для нормализации уровня сахара, повышении работоспособности мозга, при лечении алкоголизма, помогает бороться с усталостью, мозговыми расстройствами - эпилепсией, шизофренией и просто заторможенностью, при лечении язвы желудка, и формирование здорового пищеварительного тракта.

Аспарагиновая кислота способствует превращению углеводов в глюкозу и последующему запасанию гликогена. Аспарагиновая кислота служит донором аммиака в цикле мочевины, протекающем в печени. Повышенное потребление этого вещества в фазе восстановления нормализует содержание аммиака в организме. Аспарагиновая кислота может встречаться во фруктовых соках и овощах.

Тирозин необходим для нормальной работы надпочечников, щитовидной

железы и гипофиза, создания красных и белых кровяных телец. Синтез меланина, пигмента кожи и волос, также требует присутствия тирозина. Тирозин обладает мощными стимулирующими свойствами.

Треонин обладает липотрофными свойствами. Он необходим для синтеза иммуноглобулинов и антител. Важная составляющая коллагена, эластина и протеина эмали; участвует в борьбе с отложением жира в печени; поддерживает более ровную работу пищеварительного и кишечного трактов; принимает общее участие в процессах метаболизма и усвоения. Регулирует передачу нервных импульсов нейромедиаторами в мозгу и помогает бороться с депрессией.

Гистидин почти на 60 % всасывается через кишечник. Он играет важную роль в метаболизме белков, в синтезе гемоглобина, красных и белых кровяных телец, является одним из важнейших регуляторов свертывания крови. В большом количестве содержится в гемоглобине. Гистидин легче других аминокислот выделяется с мочой. Поскольку он связывает цинк, большие дозы его могут привести к дефициту этого металла.

Лейцин необходимой для построения и развития мышечной ткани, синтеза протеина организмом, для укрепления иммунной системы. Понижает содержание сахара в крови и способствует быстрейшему заживлению ран и костей.

Лизин обеспечивает должное усвоение кальция; участвует в образовании коллагена (из которого затем формируются хрящи и соединительные ткани); активно участвует в выработке антител, гормонов и ферментов.  Лизин служит в организме исходным веществом для синтеза карнитина.

Метионин является основным поставщиком сульфура, который предотвращает расстройства в формировании волос, кожи и ногтей; способствует понижению уровня холестерина, усиливая выработку лецитина печенью; понижает уровень жиров в печени, защищает почки; участвует в выводе тяжелых металлов из организма; регулирует образование аммиака и очищает от него мочу, что понижает нагрузку на мочевой пузырь; воздействует на луковицы волос и поддерживает рост волос. Так же важное пищевое соединение, действующее против старения, так как оно участвует в образовании нуклеиновой кислоты - регенерирующей составной части белков коллагена. Чрезмерное потребление метионина приводит к ускоренной потере кальция.

Серин участвует в запасании печенью и мышцами гликогена; активно

участвует в усилении иммунной системы, обеспечивая ее антителами; формирует жировые “чехлы” вокруг нервных волокон.

Серин может быть синтезирован в организме из треонина. Он также образуется из глицина в почках. Серин играет важную роль в энергоснабжении организма. Кроме того, он является компонентом ацетилхолина [24].

 

1.5.3 Витамины группы В

Витамины – сложные биологически активные, низкомолекулярные органические соединения, имеющие различное химическое строение. Они необходимы для нормального течения процессов обмена веществ. Большинство из них входит в состав ферментов, являясь их коферментами.

Витамины в организме  не синтезируются или некоторые  синтезируются, но в недостаточном количестве. Отсутствие витаминов или недостаток их в организме приводит к развитию различных заболеваний – гипо- или авитаминозам. Источниками витаминов служат в развитию различных заболеваний – гипо- или авитаминозам. Источниками витаминов служат в основном пищевые продукты, растения, а также продукты животного происхождения [24].

Витамины классифицируются по растворимости на жиро- и водорастворимые витамины. К жирорастворимым витаминам относятся витамины: A, D, E, K, Q, F;  к водорастворимым: B₁, B₂, B₃, B₄, B₅, B₆, B₈, B₁₂, B₁₅, B_C, C, P, H, U.

В состав чаги входит витамин  В₁ (Рисунок 1.4) (тиамин, 4-метил-5b-оксиэтил-N-2^\-метил-4^\-амино-5^\-метилпиримидин-тиазолий).     

  

Рисунок 1.4 – Витамин В₁

Тиамин    существует    обычно   в   виде   солей,   одна   из   которых   –

тиаминхлорид  (С₁₂Н₁₇ОN₄SCl·HCl;  M=337,27 г/моль, кристаллизуется с ½ Н₂О в виде бесцветных моноклинических игл с Т_плав=233-244 °С и 250-252 °С). Известны также тиаминбромид (С₁₂Н₁₇ОN₄SBr·HBr·1/2Н₂О; М=435,19 г/моль; Т_плав=220 °С и 229–231 °С) и тиаминмононитрат (С₁₂Н₁₇ОN₄SNO₃; М=327,37 г/моль; Т_плав=164–165 °С и 196–200 °С).

Соли тиамина хорошо растворимы в воде, хуже в спирте, не растворимы в эфире, хлороформе, бензоле и ацетоне.

Биологическое значение тиамина обусловлено  действием его производного –  тиаминдифосфата, образующего из тиамина  и АТФ при участии фермента тиаминазы. Тиаминдифосфат является коферментом ряда ферментов, играющих существенную роль в углеводном обмене – пируватдегидрогеназы, a-кетоглуторатдегидрогеназы, транскетолазы и дегидрогеназ кетокислот с разветвленной боковой цепью. Тиамин в виде ТДФ  принимает непосредственное участие в осуществлении каталитического акта благодаря своей способности диссоциировать с отщеплением протона при втором углеродном атоме тиазолового кольца, после чего тиамин приобретает структуру высокоактивного биполярного иона, который взаимодействует с молекулой превращаемого субстрата [26].

Недостаток тиамина в организме  человека и животных ведет к нарушению окисления углеводов, торможению зависящих от тиаминдифосфата процессов энергетического и пластического обеспечения жизненных функций, накоплению в крови и тканях недоокисленных продуктов обмена веществ, что, в свою очередь, приводит к патофизиологическим и патоморфологическим изменениям, создающим картину гиповитаминоза В₁, одной из форм которого является бери-бери.