vedomostiregmedРегуляторные исследования и экспертиза лекарственных средствRegulatory Research and Medicine Evaluation3034-30623034-3453Federal State Budgetary Institution ‘Scientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal Products’ of the Ministry of Health of the Russian Federation (FSBI ‘SCEEMP’)10.30895/1991-2919-2026-16-2-198-205vedomostiregmed-865Research ArticleГЛАВНАЯ ТЕМА: ГАРМОНИЗАЦИЯ ФАРМАКОПЕЙНЫХ СТАНДАРТОВ: ОПЫТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИMAIN TOPIC: HARMONISATION OF PHARMACOPOEIAL STANDARDS: EXPERIENCE OF THE RUSSIAN FEDERATIONСпектрофотометрическое определение карвона в плодах и эфирном масле тмина обыкновенного: разработка и валидация методикиSpectrophotometric Determination of Carvone in Caraway Fruits and Essential Oil: Development and Validation of an Analytical Procedurehttps://orcid.org/0009-0000-6226-291XРюминС. Д.RyuminS. D.

Рюмин Сергей Денисович

ул. Бутлерова, д. 49, г. Казань, 420012

Sergey D. Ryumin

49 Butlerov St., Kazan 420012

ryumin-2000@list.ruhttps://orcid.org/0009-0007-7200-6929ХазиевР. Ш.KhazievR. Sh.

Хазиев Рамиль Шамилевич, канд. биол. наук, доцент

ул. Бутлерова, д. 49, г. Казань, 420012

Ramil’ Sh. Khaziev, Cand. Sci. (Biol.), Associate Professor

49 Butlerov St., Kazan 420012

xaziev@inbox.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8478-2705НемтаревА. В.NemtarevA. N.

Немтарев Андрей Владимирович, канд. хим. наук, доцент 

ул. Кремлевская, д. 18, корп. 1, г. Казань, 420008

Andrey V. Nemtarev, Cand. Sci. (Chem.), Associate Professor

18/1 Kremlevskaya St., Kazan 420008

a.nemtarev@mail.ruФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Казанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияKazan State Medical UniversityRussian FederationФедеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Казанский (Приволжский) федеральный университет»РоссияKazan (Volga Region) Federal UniversityRussian Federation202608052026162198205Copyright © Рюмин С.Д., Хазиев Р.Ш., Немтарев А.В., 20262026Рюмин С.Д., Хазиев Р.Ш., Немтарев А.В.Ryumin S.D., Khaziev R.S., Nemtarev A.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vedomostincesmp.ru/jour/article/view/865ВВЕДЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. Плоды тмина обыкновенного применяются для лечения синдрома раздраженного кишечника и диспептических расстройств благодаря их выраженному спазмолитическому, противомикробному и ветрогонному действию. Спазмолитическая активность плодов тмина обусловлена преимущественно содержанием эфирного масла, преобладающим компонентом которого является карвон. Европейской фармакопеей 11 изд. регламентируется содержание карвона в эфирном масле, тогда как в Государственной фармакопее Российской Федерации XIV изд. стандартизация плодов тмина по содержанию карвона не предусмотрена.

ЦЕЛЬ

ЦЕЛЬ. Разработка и валидация спектрофотометрической методики определения карвона в эфирном масле плодов тмина обыкновенного; проверка результатов спектрофотометрического определения методом газовой хроматографии — масс-спектрометрии.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ. В работе использовали плоды тмина обыкновенного (Carum carvi L.) производства ООО «Фирма Здоровье» серия 031224, срок годности до 11.2027, стандартный образец карвона с содержанием основного вещества 98,5% (Fluka), спектрофотометр UNICO 2802 (United Products & Instruments, Inc.), весы аналитические АДВ-200М (ГОСМЕТР), газовый хроматограф GC-MS QP2010 Ultra (Shimadzu), совмещенный с масс-селективным детектором. При спектрофотометрическом определении навески эфирного масла и стандартного образца карвона растворяли в 95% спирте и снимали оптические плотности растворов при длине волны 236 нм в кюветах с толщиной слоя 10 мм. Результаты спектрофотометрической методики подтверждали с помощью газовой хроматографии.

РЕЗУЛЬТАТЫ

РЕЗУЛЬТАТЫ. Валидация спектрофотометрической методики количественного определения карвона, проведенная в соответствии с требованиями ОФС.1.1.0012 «Валидация аналитических методик» Государственной фармакопеи Российской Федерации XV изд., показала ее специфичность, линейность, прецизионность и правильность. Результаты не отягощены систематической погрешностью. Относительное стандартное отклонение (RSD) не превышает 2,0%. Результаты спектрофотометрического определения карвона (75,7±0,9%) коррелируют с результатами анализа методом газожидкостной хроматографии (75,2±0,8%).

ВЫВОДЫ

ВЫВОДЫ. Разработанная методика количественного определения карвона может быть использована для стандартизации как самих плодов тмина обыкновенного путем введения дополнительного критерия оценки качества его эфирного масла в раздел «Количественное определение», так и эфирного масла тмина обыкновенного, используемого в качестве субстанции для изготовления лекарственных препаратов.

INTRODUCTION

INTRODUCTION. Caraway fruits are used in the treatment of irritable bowel syndrome and dyspeptic disorders due to their pronounced antispasmodic, antimicrobial, and carminative effects. The antispasmodic activity of caraway seeds isprimarily due to their essential oil content, with carvone being the predominant component. The European Pharmacopoeia 11th edition regulates the carvone content in essential oils, while the State Pharmacopoeia of the Russian Federation XIV edition does not standardize caraway fruits based on their carvone content.AIM. To develop and validate a spectrophotometric method for the quantification of carvone in the essential oil of caraway fruits and to verify the results of the spectrophotometric determination using gas chromatography — mass spectrometry.MATERIALS AND METHODS. The study utilized caraway fruits (Carum carvi L.) manufactured by Firma Zdorovie LLC (batch 031224; expiry November, 2027), a carvone reference standard with a purity of 98.5% (Fluka), a UNICO 2802 spectrophotometer (United Products & Instruments, Inc.), ADV-200M analytical balance (GOSMETR), and a GC-MS QP2010 Ultra gas chromatograph (Shimadzu) coupled with a mass-selective detector. For spectrophotometric analysis, aliquots of the essential oil and the carvone reference standard were dissolved in ethanol, 95% (v/v). The absorbance of the solutions was measured at a wavelength of 236 nm in 10 mm path length cells. The results obtained by the spectrophotometric method were confirmed using gas chromatography.RESULTS. Validation of the spectrophotometric method for the quantitativedetermination of carvone, carried out in accordance with the requirements ofOFS.1.1.0012 “Validation of analytical methods” of the State Pharmacopoeia ofthe Russian Federation, XV ed., showed its specificity, linearity, precision, and accuracy. The results are not affected by systematic error. The relative standard deviation (RSD) value does not exceed 2.0%. The results of the spectrophotometric determination of carvone (75.7±0.9%) correlate with the results of the gas-liquid chromatography analysis (75.2±0.8%).

CONCLUSIONS

CONCLUSIONS. The developed analytical procedure for the quantitative determination of carvone can be employed for the standardization of caraway fruits by introducing an additional quality parameter for their essential oil in the “Assay” section. It is also suitable for the standardization of caraway essential oil when used as a substance for the manufacture of medicinal products.

карвонтмин обыкновенныйCarum carviлимоненэфирное масловалидация методикиколичественное определениеспектрофотометриягазожидкостная хроматографияcarvonecommon carawayCarum carvilimoneneessential oilmethod validationquantitative determinationspectrophotometrygas chromatography — mass spectrometryРабота выполнена без спонсорской поддержки.The study was performed without external funding.ReferencesMadisch A, Frieling T, Zimmermann A, et al. Menthacarin, a proprietary peppermint oil and caraway oil combination, improves multiple complaints in patients with functional gastrointestinal disorders: A systematic review and meta-analysis. Dig Dis. 2023;41(3):522–32. https://doi.org/10.1159/000528553Madisch A, Frieling T, Zimmermann A, et al. Menthacarin, a proprietary peppermint oil and caraway oil combination, improves multiple complaints in patients with functional gastrointestinal disorders: A systematic review and meta-analysis. Dig Dis. 2023;41(3):522–32. https://doi.org/10.1159/000528553Vranova V. Comprehensive therapy of upper functional dyspepsia: The potential of herbal medicines. Ceska Slov Farm. 2024;73(2):105–9. https://doi.org/10.36290/csf.2024.012Vranova V. Comprehensive therapy of upper functional dyspepsia: The potential of herbal medicines. Ceska Slov Farm. 2024;73(2):105–9. https://doi.org/10.36290/csf.2024.012Al-Essa MK, Shafagoj YA, Mohammed FI, Afifi FU. Relaxant effect of ethanol extract of Carum carvi on dispersed intestinal smooth muscle cells of the guinea pig. Pharm Biol. 2010;48(1):76–80. https://doi.org/10.3109/13880200903046161Al-Essa MK, Shafagoj YA, Mohammed FI, Afifi FU. Relaxant effect of ethanol extract of Carum carvi on dispersed intestinal smooth muscle cells of the guinea pig. Pharm Biol. 2010;48(1):76–80. https://doi.org/10.3109/13880200903046161Krueger D, Schäuffele S, Zeller F, et al. Peppermint and caraway oils have muscle inhibitory and pro-secretory activity in the human intestine in vitro. Neurogastroenterol Motil. 2020;32(2):e13748. https://doi.org/10.1111/nmo.13748Krueger D, Schäuffele S, Zeller F, et al. Peppermint and caraway oils have muscle inhibitory and pro-secretory activity in the human intestine in vitro. Neurogastroenterol Motil. 2020;32(2):e13748. https://doi.org/10.1111/nmo.13748Micklefield GH, Greving I, May B. Effects of peppermint oil and caraway oil on gastroduodenal motility. Phytother Res. 2000;14(1):20–3. https://doi.org/10.1002/(sici)1099-1573(200002)14:13.0.co;2-zMicklefield GH, Greving I, May B. Effects of peppermint oil and caraway oil on gastroduodenal motility. Phytother Res. 2000;14(1):20–3. https://doi.org/10.1002/(sici)1099- 1573(200002)14:13.0.co;2-zSilva CMS, Wanderley CWS, Lima-Junior FJB, et al. Carvone (R)-(-) and (S)-(+) enantiomers inhibits upper gastrointestinal motility in mice. Flavour Fragr J. 2015;30(6):439–44. https://doi.org/10.1002/ffj.3267Silva CMS, Wanderley CWS, Lima-Junior FJB, et al. Carvone (R)-(-) and (S)-(+) enantiomers inhibits upper gastrointestinal motility in mice. Flavour Fragr J. 2015;30(6):439–44. https://doi.org/10.1002/ffj.3267De Sousa DP, Mesquita RF, de Araújo Ribeiro LA, de Lima JT. Spasmolytic activity of carvone and limonene enantiomers. Nat Prod Commun. 2015;10(11):1893–6. https://doi.org/10.1177/1934578X1501001120De Sousa DP, Mesquita RF, de Araújo Ribeiro LA, de Lima JT. Spasmolytic activity of carvone and limonene enantiomers. Nat Prod Commun. 2015;10(11):1893–6. https://doi.org/10.1177/1934578X1501001120Mahboubi M. Caraway as important medicinal plants in management of diseases. Nat Prod Bioprospect. 2019;9(1): 1–11. https://doi.org/10.1007/s13659-018-0190-xMahboubi M. Caraway as important medicinal plants in management of diseases. Nat Prod Bioprospect. 2019;9(1): 1–11. https://doi.org/10.1007/s13659-018-0190-xBitterling H, Lorenz P, Vetter W, et al. Storage-related changes of terpene constituents in caraway (Carum carvi L.) under real-time storage conditions. Ind Crops Prod. 2021;170:113782. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2021.113782Bitterling H, Lorenz P, Vetter W, et al. Storage-related changes of terpene constituents in caraway (Carum carvi L.) under real-time storage conditions. Ind Crops Prod. 2021;170:113782. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2021.113782Pina LTS, Serafini MR, Oliveira MA, et al. Carvone and its pharmacological activities: A systematic review. Phytochemistry. 2022;196:113080. https://doi.org/10.1016/j.phytochem.2021.113080Pina LTS, Serafini MR, Oliveira MA, et al. Carvone and its pharmacological activities: A systematic review. Phytochemistry. 2022;196:113080. https://doi.org/10.1016/j.phytochem.2021.113080Bouwmeester HJ, Davies JAR, Smid HG, Welten RSA. Physiological limitations to carvone yield in caraway (Carum carvi L.). Ind Crops Prod. 1995;4(1):39–51. https://doi.org/10.1016/0926-6690(95)00009-2Bouwmeester HJ, Davies JAR, Smid HG, Welten RSA. Physiological limitations to carvone yield in caraway (Carum carvi L.). Ind Crops Prod. 1995;4(1):39–51. https://doi.org/10.1016/0926-6690(95)00009-2Fojtová J, Kocourková B, Lojkova L, Kubáň V. The essential oil content in caraway species (Carum carvi L.). Hort Sci (Prague). 2003;30(2):73–9. https://doi.org/10.17221/3818-HORTSCIFojtová J, Kocourková B, Lojkova L, Kubáň V. The essential oil content in caraway species (Carum carvi L.). Hort Sci (Prague). 2003;30(2):73–9. https://doi.org/10.17221/3818-HORTSCIRaal A, Arak E, Orav A. The content and composition of the essential oil Found in Carum carvi L. commercial fruits obtained from different countries. J Essent Oil Res. 2012;24(1): 53–9. https://doi.org/10.1080/10412905.2012.646016Raal A, Arak E, Orav A. The content and composition of the essential oil Found in Carum carvi L. commercial fruits obtained from different countries. J Essent Oil Res. 2012;24(1): 53–9. https://doi.org/10.1080/10412905.2012.646016Вагабова ФА, Мусаев АМ, Алиев АМ, Раджабов ГК. Дагестанские природные образцы тмина обыкновенного (Carum carvi L.) как источники терпеноидов. Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2019;22(12):44–50. https://doi.org/10.29296/25877313-2019-12-07Vagabova FA, Musaev AM, Aliev AM, Radjabov GK. Dagestan natural samples of common caraway (Carum carvi L.) as sources of terpenoids. Problems of Biological, Medical and Pharmaceutical Chemistry. 2019;22(12):44–50 (In Russ.). https://doi.org/10.29296/25877313-2019-12-07Acimovic M, Oljaca S, Tešević V, et al. Evaluation of caraway essential oil from different production areas of Serbia. Hort Sci (Prague). 2014;41(3):122–30. https://doi.org/10.17221/248/2013-HORTSCIAcimovic M, Oljaca S, Tešević V, et al. Evaluation of caraway essential oil from different production areas of Serbia. Hort Sci (Prague). 2014;41(3):122–30. https://doi.org/10.17221/248/2013-HORTSCIBosko R, Vagnerova I, Pluhackova H, et al. The variability of Сaraway (Сarum сarvi L.) essential oils. MendelNet. 2016;23:30–4.Bosko R, Vagnerova I, Pluhackova H, et al. The variability of Сaraway (Сarum сarvi L.) essential oils. MendelNet. 2016;23:30–4.Самылина ИА, Баева ЕА, Кузнецов РМ. Совершенствование требований к качеству плодов тмина. Фармация. 2017;66(5):37–40. EDN: ZBNEJRSamylina IA, Baeva EA, Kuznetsov RM. Improving the quality requirements of cumin fruits. Pharmacy. 2017;66(5):37–40 (In Russ.). EDN: ZBNEJRСамылина ИА, Баева ВМ, Кузнецов РМ. Совершенствование требований к качеству лекарственного растительного сырья плоды тмина, фенхеля и аниса обыкновенного. Разработка и регистрация лекарственных средств. 2017;(3):134–43. EDN: ZRQDRBamylina IA, Baeva VM, Kuznetsov RM. Improvement of quality requirements for crude herbal drugs of Fructus carvi, Fructus foeniculi and Fructus anisi vulgaris. Drug Development & Registration. 2017;(3):134–43 (In Russ.). EDN: ZRQDRBBerger S, Sicker D. Classics in spectroscopy: Isolation and structure elucidation of natural products. Weinheim: WileyVCH; 2009. https://doi.org/10.1002/anie.200904430Berger S, Sicker D. Classics in spectroscopy: Isolation and structure elucidation of natural products. Weinheim: WileyVCH; 2009. https://doi.org/10.1002/anie.200904430Hoskovec M, Grygarová D, Cvaeka J, et al. Determining the vapour pressures of plant volatiles from gas chromatographic retention data. J Chromatogr A. 2005;1083 (1–2):161–72. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2005.06.006Hoskovec M, Grygarová D, Cvaeka J, et al. Determining the vapour pressures of plant volatiles from gas chromatographic retention data. J Chromatogr A. 2005;1083 (1–2):161–72. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2005.06.006Engewald W, Knobloch T, Haufe G, et al. A novel method for terpene pattern determination of essential oils by selectivity tuning in GC. Fresenius J Anal Chem. 1991;341(10): 641–3. https://doi.org/10.1007/BF00322279Engewald W, Knobloch T, Haufe G, et al. A novel method for terpene pattern determination of essential oils by selectivity tuning in GC. Fresenius J Anal Chem. 1991;341(10): 641–3. https://doi.org/10.1007/BF00322279Hnawia E, Cabalion P, Raunicher I, et al. The leaf essential oil of Murraya crenulata (Turcz.) Oliver from New Caledonia. Flavour Fragr J. 2007;22(1):32–4. https://doi.org/10.1002/ffj.1745Hnawia E, Cabalion P, Raunicher I, et al. The leaf essential oil of Murraya crenulata (Turcz.) Oliver from New Caledonia. Flavour Fragr J. 2007;22(1):32–4. https://doi.org/10.1002/ ffj.1745Stashenko EE, Martinez CR, Martinez JR, Shibamoto T. Catalytic transformation of anise (Pimpinella anisum L.) oil over zeolite Y. J Hi Res Chromatogr. 1995;18(8):501–3. https://doi.org/10.1002/jhrc.1240180810Stashenko EE, Martinez CR, Martinez JR, Shibamoto T. Catalytic transformation of anise (Pimpinella anisum L.) oil over zeolite Y. J Hi Res Chromatogr. 1995;18(8):501–3. https://doi.org/10.1002/jhrc.1240180810Shibamoto T, Kamiya Y, Mihara S. Isolation and identification of volatile compounds in cooked meat: Sukiyaki. J Agric Food Chem. 1981;29(1):57–63. https://doi.org/10.1021/jf00103a015Shibamoto T, Kamiya Y, Mihara S. Isolation and identification of volatile compounds in cooked meat: Sukiyaki. J Agric Food Chem. 1981;29(1):57–63. https://doi.org/10.1021/jf00103a015

The authors declare that there are no conflicts of interest present.