Phytochemical substantiation of integrated processing of pericarp of Juglans nigra L.

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Relevance. Both highly active pharmaceutical substances and excipients can be target products for the complex processing of medicinal plant raw materials. For example, naphthoquinones are used as antimicrobal, antifunginal and polysaccharides are used as fillers, thickeners, and sorbents. Fruits, roots, and waste from the wood processing industry serve as raw material sources of polysaccharides. The development of low-waste technologies for processing medicinal plant raw materials is a current area of research.

The purpose of the work is to substantiate the possibility of complex processing of black walnut pericarp with the production of biologically active and auxiliary substances using low-waste technology based on phytochemical research.

Material and methods. The object of study is the pericarp of Juglans nigra L. (Juglandaceae). The raw materials were collected in October 2021 in a park in Pyatigorsk. It was dried and crushed into powder. Naphthoquinones (juglone and its derivatives) were detected by thin layer chromatography. The content of naphthoquinones was determined by spectrophotometry, extractives released by chloroform, polysaccharides by gravimetry, the average molecular weight of water-soluble polysaccharides by viscometry, the surface activity of water-soluble polysaccharides by stalagmometry, and the distribution coefficient of polysaccharides in the diethyl ether-water system by conductometry.

Results. The possibility of obtaining two products in one technological process is justified by the results of experiments: 1) active pharmaceutical substance (yield 1.5%) for obtaining external forms (ointments, creams) with antifungal, antiviral activity, containing naphthoquinones (naphthoquinones in terms of juglone 12.41±0.3%); 2) excipients polysaccharides (yield 8.8%), whose molecules have a thread-like structure, which explains their good solubility in water, surface activity and polyelectrolyte properties.

Conclusions. As a result of a phytochemical study of the pericarp of Juglans nigra L., it was established that both a substance containing polyphenolic compounds and polysaccharides suitable as auxiliary substances can be obtained in the process of complex processing.

About the authors

L. I. Butenko

Pyatigorsk Medical and Pharmaceutical Institute

Author for correspondence.
Email: polechka2802@yandex.ru

Ph.D. (Chem.), Associate Professor, Organic Chemistry Department

Russian Federation, Pyatigorsk

N. N. Stepanova

Pyatigorsk Medical and Pharmaceutical Institute

Email: l.i.sherbakova@pmedpharm.ru

Ph.D. (Pharm.), Associate Professor of the Department of Inorganic, Physical and Colloidal Chemistry

Russian Federation, Pyatigorsk

K. A. Gritsaenko

Pharmacy Pyatigorsk Medical and Pharmaceutical Institute

Email: gritsaencko.ksenia2017@yandex.ru

Student

Russian Federation, Pyatigorsk

J. V. Daironas

Pyatigorsk Medical and Pharmaceutical Institute

Email: daironas@mail.ru

Dr.Sc. (Pharm.), Professor, Department of Pharmacognosy, Botany and Technology of Phytopreparations

Russian Federation, Pyatigorsk

References

  1. Shcherbakova E.V., Olkhovatov E.A., Drobitskaya Z.I. The method of obtaining pectin from the fruit shells of black walnut. Patent of the Russian Federation 2414145. Patentee Kuban State Agrarian University. 2011.
  2. Daironas J.V., Zilfikarov I.N., Korochinsky A.V. Innovative technologies in the production of herbal medicines of black walnut. Development and registration of medicines. 2014; 3(8): 62–66.
  3. Kashyap R., Sharma R., Uniyal S.K. Bioindicator responses and performance of plant species along a vehicular pollution gradient in western Himalaya. Environ Monit Assess. 2018; 190(5): 302. doi: 10.1007/s10661-018-6682-7.
  4. Mohammadi A., Mokhtari M., Arani A.M. et al. Biomonitoring levels of airborne metals around Urmia Lake using deciduous trees and evaluation of their tolerance for greenbelt development. Environ Sci Pollut Res Int. 2018; 25(21): 21138–21148. doi: 10.1007/s11356-018-1899-0.
  5. Blood B.L., Klingeman W.E., Paschen M.A., et al. Behavioral Responses of Pityophthorus juglandis (Coleoptera: Curculio-nidae: Scolytinae) to Volatiles of Black Walnut and Geosmithia morbida (Ascomycota: Hypocreales: Bionectriaceae), the Cau-sal Agent of Thousand Cankers Disease. Environ Entomol. 2018; 47(2): 412–421. doi: 10.1093/ee/nvx194.
  6. Paudel P., Satyal P., Dosoky N., et al. Juglans regia and J. nigra, two trees important in traditional medicine: A comparison of leaf essential oil compositions and biological activities. Natural Product Communications. 2013; 8(10): 1481–1486.
  7. Ho K.V., Roy A., Foote S., et al. Profiling Anticancer and An-tioxidant Activities of Phenolic Compounds Present in Black Walnuts (Juglans nigra) Using a High-Throughput Screening Approach. Molecules. 2020; 25(19): 4516. doi: 10.3390/molecules25194516.
  8. Daironas J.V., Zilfikarov I.N., Korochinsky A.V., Korochinskaya V.V. Determination of naphthoqui-nones in raw material and phytopreparation of black walnut – Juglans nigra L. Pharmacy. 2013; 4: 12–14.
  9. Gosudarstvennaja farmakopeja Rossijskoj Federacii: v 4 t. XIV izd. M. 2018. [Jelektronnyj resurs]. Rezhim dostupa: http://www.femb.ru.
  10. Zhilina O.M., Mykots L.P., Stepanova N.N. The study of pectin-containing substances isolated from the herb vetch (Vicia truncatula). Development, research and marketing of new pharmaceutical products: a collection of scientific papers. Izhevsk: Print LLC, 2017; 72: 270–274.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».