СОСТАВ ЭФИРНЫХ МАСЕЛ РАСТЕНИЙ СЕМ. ЯСНОТКОВЫЕ В СРЕДНЕТАЕЖНОЙ ПОДЗОНЕ РЕСПУБЛИКИ КОМИ асп. Е. Туманова Большинство эфиромасличных растений флоры Российской Федерации относится к сем. Яснотковые (Laminaceae) - около 190 видов [10]. Эфирные масла отдельных представителей данного семейства обладают ярко выраженными бактерицидными и фунгицидными свойствами [4] и являются наиболее перспективными источниками малотоксичных антимикробных препаратов. Спрос на такие препараты, а также непосредственно на натуральные эфирные масла возрастает. В связи с этим расширение сырьевой базы эфиромасличных растений, исследование биохимических характеристик перспективных новых эфироносов, изучение сезонной и возрастной динамики накопления биологически активных веществ становится актуальной проблемой. Термином "терпеноиды" в современной литературе чаще всего обозначают С10 - (моно) и С15 - (сескви) изопреноиды, которые широко распространены среди растений, В виде углеводородов, преимущественно циклических, или их окисленных производных (спирты, кетоны, альдегиды, кислоты, эфиры) они входят в состав эфирных масел. Будучи легколетучими соединениями, эти терпеноиды, особенно монотерпеноиды, обусловливают аромат цветов и листьев эфиромасличных растений, которые широко используются в пищевой и парфюмерной промышленности. Физиологические процессы образования эфирного масла в растениях исследованы недостаточно. До сих пор нет полной информации о функциях выделения терпеноидов у растений. Выявлено участие эфирных масел в метаболизме растений. Установлено, что количественное содержание и качественный состав эфирных масел в растениях изменяются в течение вегетационного периода [8,13], что, очевидно, связано с условиями произрастания. Отмечены изменения содержания и состава эфирных масел в зависимости от климатических и экологических факторов [5, 12]. Тем не менее, роль эфирных масел в растениях, произрастающих в северных условиях, изучена слабо. Цель нашей работы - установление перспективных видов растений-продуцентов эфирных масел в условиях подзоны средней тайги Республики Коми, изучение биохимических особенностей иссопа лекарственного (Hyssopus offisinalis L.), душицы обыкновенной (Origanum vulgare L.) и змееголовника молдавского (Dracjcephalum moldavica L.) и разработка методик выделения и разделения эфирных масел с целью получения новых биологически активных веществ. В рамках поставленной цели предполагалось решить следующие задачи:
Исследования проводили в 1996-1998 годах на территории ботанического сада Института биологии Коми НЦ УрО РАН. В качестве объектов исследования были выбраны душица и иссоп нескольких репродукций (саратовской, ботсад Саратовского ГУ; московской, ВИЛАР; местной, ботсад Института биологии) и змеголовик московской репродукции, которые прошли предварительные интродукционные испытания в течение двух-трех лет в ботсаду Института биологии (рис. 1-3). Цветущие растения этих видов декоративны, привлекают пчел и являются прекрасными медоносами. Душица обыкновенная - ценное лекарственное эфиромасличное растение, широко используемое в парфюмерной и пищевой промышленности. В медицинской практике препараты из надземной массы душицы применяют для улучшения пищеварения при секреторной недостаточности желудочно-кишечного тракта, как отхаркивающее при простудных заболеваниях, противосудорожное и седативное средство [6]. Иссоп лекарственный является одним из наиболее перспективных растений. Надземная масса иссопа широко используется в отечественной народной медицине. Настой травы оказывает отхаркивающее и ранозаживляющее действие. Эфирное масло и экстракты применяются в парфюмерно-косметической и пищевой промышленности. Цветочные побеги в свежем и высушенном виде применяют в кулинарии. На Востоке иссоп используют при приготовлении прохладительного фруктового напитка шербет [9]. Змееголовник молдавский - однолетнее растение, а свое грозное название этот вид получил за форму цветка (венчика), напоминающего голову змеи или дракона. Эфирное масло змееголовника имеет приятный мятно-лимонный аромат, поэтому листья и соцветия этого вида, где содержание эфирного масла значительно выше по сравнению со стеблями, используют для ароматизации чая, различных напитков, в качестве приправы к салатам, рыбным и мясным блюдам, а также при консервировании огурцов и томатов. Змееголовник в народной медицине, как и многие виды из сем, Яснотковые считается лекарственным растением. Настой травы применяют как успокаивающее и болеутоляющее средство при учащенном сердцебиении, головной боли, простудных заболеваниях. Материалы и методы
Эфирные масла исследовали методами газо-жидкостной хроматографии (ГЖХ) и хромато-масс-спектрометрии. Содержание отдельных терпеноидов определяли методом внутренней нормализации с выражением количества каждого компонента в процентах от общей суммы. Идентификация компонентов эфирных масел осуществлена методом ГЖХ и методом добавок заведомо известных стандартов, полученных в лаборатории лесохимии Коми НЦ УрО РАН. Для более полной и достоверной идентификации основных компонентов эфирных масел в Институте органической химии СО РАН (Новосибирск) был проведен хромато-масс-спектрометрический (ГХ/МС) анализ. При идентификации использованы базы данных: WILEY 275. L; NBS 75 К. L; PMW/ TOX2. L. Фракционирование эфирного масла проводили, используя метод твердофазной экстракции (ТФЭ). Этот метод является эффективным и экспрессным способом разделения сложных смесей природных соединений. Нами было доказано [11], что ТФЭ можно успешно использовать для эффективного разделения сложных смесей эфирного масла и выделения из них отдельных терпеноидов с целью последующего изучения их биологической активности и получения на их основе новых биологически активных веществ. В результате наших исследований установлены основные закономерности накопления эфирного масла растений-интродуцентов в подзоне средней тайги. В процессе развития растений происходило изменение содержания и состава эфирных масел. Наибольшее количество эфирного масла в растениях обнаружено в период массовой бутонизации до конца цветения. Отмечено постепенное увеличение его содержания с максимумом в фазу массового цветения, Окончание цветения сопровождалось снижением его выхода. Уровень снижения масличности после окончания цветения растений в период созревания семян составил для иссопа и душицы соответственно 21.3-29.2 и 26.7-33.3 %. По мере развития растений состав эфирных масел претерпевал ряд качественных и количественных изменений, В фазу вегетации, когда шел процесс формирования надземной массы, растения душицы интенсивно накапливали сесквитерпеновые соединения (более 60 % общей суммы эфирного масла). В фазу цветения доля сесквитерпеновых компонентов значительно уменьшалась и возрастала доля монотерпеноидов. Содержание эфирного масла с возрастом растений увеличивалось. Для иссопа максимальное количество эфирного масла приходилось на третий-четвертый годы, а душица накапливала наибольшее количество к третьему-пятому году жизни растений, В старогенеративном состоянии растений содержание эфирного масла несколько уменьшалось. Согласно полученным данным, растительный материал для увеличения продуктивности эфирного масла иссопа и душицы, интродуцированных в подзоне средней , тайги, целесообразно отбирать на третьем-пятом году жизни в фазе массового цветения растений. Душица обыкновенная. Эфирное масло душицы представляет легкоподвижную прозрачную жидкость насыщенного желтого цвета с приятным специфическим запахом и вкусом. Выход эфирного масла в фазу массового цветения растений составил 0.2-0.7 % воздушно-сухой массы растительного сырья, В исследованных образцах эфирного масла нами обнаружено более 60-ти компонентов, из которых методом хромато-масс-спектрометрии идентифицировано 50. Основными компонентами эфирного масла душицы, выращенной в условиях среднетаежной подзоны Республики Коми, являются: 1,8-цинеол (17.2 %), b-кариофиллен (11.8 %), транс-b-оцимен (9.3 %), сабинен (9.0 %), гермакрен-D (8.4 %), цис-b-оцимен (5.6 %), 4-терпинеол (4.3 %o), ?-терпинеол (4.0 %),?-терпинен(2,8 %), 1-октен-3-ол (2.5 %),бициклогермакрен (2.4 %), b-кариофилленоксид (2.4 %). Для данного вида характерен значительный полиморфизм как морфологических признаков, так и компонентного состава эфирных масел, При этом отмечено [3,7], что основными компонентами эфирного масла душицы являются фонолы (тимол и карвакрол), составляющие более 50 % общей суммы эфирного масла. Известно, что в природе встречаются и популяции и отдельные растения, эфирное масло которых имеет состав, отличный от типичного для данного вида. В связи с этим, некоторые исследователи подразделяют душицу на несколько подвидов, в большинстве случаев отличающихся между собой по содержанию компонентов в эфирном масле [14]. Так, например, в эфирном масле цветущих частей O. vulgare ssp и O. vulgare ssp virens обнаружено свыше 15 % b-кариофиллена, а также отмечено [14], что биотипы O. vulgare ssp virens характеризуются высоким содержанием линалоола и терпинеола, количество же тимола и карвокрола в эфирных маслах растений данного подвида незначительно и составляет менее 0.5 %. В исследованных нами образцах эфирного масла душицы было также выявлено низкое содержание этих фенолов - 0.4-2.3 %, а в некоторых менее 0.1 %. На фоне малых количеств тимола и карвокрола основными компонентами эфирного масла душицы являются 1,8-цинеол и b-кариофиллен. В результате исследований было установлено, что массовая доля монотерпеноидов в эфирном масле душицы составила 62,5, а сесквитерпеноидов - 37.4 %. Доля кислородсодержащих соединений в эфирном масле составила 38.2 % (моно- и сесквитерпеноидов соответственно 32.9 и 5.3 96). Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что состав эфирного масла образцов д. обыкновенной, выращенной в условиях среднетаежной подзоны Республики Коми, существенно отличается содержанием основных компонентов от типичного для данного вида и зависит от возраста, фазы развития и географического происхождения растений. Иссоп лекарственный. Эфирное масло иссопа представляет легкоподвижную жидкость светло-желтого цвета с резким запахом и жгучим пряным вкусом. Выход эфирного масла в фазу массового цветения составляет 1.5-2.0 % воздушно-сухой массы растительного сырья, В образцах эфирного масла иссопа обнаружено более 40 соединений, идентифицировано 38 основных компонентов. В результате исследований установлено, что в эфирном масле этого вида преобладают монотерпеноиды - 87.1 %, сесквитерпеноиды составляют лишь 12.9 % общей суммы эфирного масла. Основным компонентом является изопинокамфон - 58.7 %. Этот кислородсодержащий монотерпеноид обладает высокой биологической активностью, проявляет отхаркивающий и противокашлевой эффект, придает вкусу масла пряность, а запаху специфическую резкость. Массовая доля кислородсодержащих монотерпеноидов в эфирном масле составила 62.4, а сесквитерпеноидов - 4.1 %. При анализе динамики накопления терпеноидов в эфирном масле иссопа были выявлены существенные отличия в составе эфирного масла в зависимости от возраста и фазы развития растений. Географическое происхождение этого вида по сравнению с душицей в меньшей степени влияет на химический состав эфирного масла. Змееголовник молдавский. Масло представляет собой легкоподвижную жидкость светло-желтого цвета с приятным лимонным запахом. Выход масла из надземной части в фазе цветения составил 0.1-0.4 %. В исследованном образце эфирного масла московской репродукции (ВИЛАР) методом ГЖХ обнаружили до 20-ти компонентов, 10 из них идентифицировали. Основными компонентами эфирного масла являются цитралъ, геранилацетат, цитронеллаль и гераниол. Заключение
ЛИТЕРАТУРА 1. Антимикробные свойства некоторых эфирных масел / Г.И. Нилов, Н.И. Чиркина, В.А. Сокол и др. // Фитонциды. Киев, 1967, С. 171-75. 2. Государственная фармакопея СССР. М., 1968. 1077 с. 3. Гурвич Н.Л. Опыт классификации эфирномасличных растений // Тр. БИН АН СССР. Сер. 5. Растительное сырье. М.-Л,, 1960. Вып. 6. С. 7-126. 4. Делова Г.В., Гуськова И.Н. Антибактериальные и антифунгальные свойства эфирных масел некоторых видов Губоцветных // Комплексное изучение полезных растений Сибири. Новосибирск: Наука, 1974. С.131-146, 5. Зауралов О.А. О физиологическом значении эфирных масел в растении // Раст. ресурсы, Т. 11, вып. 2,1975. С. 289-304. 6. Казаринова Н.В., Ткаченко К.Г. Origanum vulgare L. - перспективный вид для разработки нового средства борьбы с внутрибольничными инфекциями // Физиолого-биохимические аспекты изучения лекарственных растений: Матер, междунар. совещ., посвящ. памяти В.Г. Минаевой. Новосибирск. 1998. С. 121-122. 7. Мустяцэ Г.М. Возделывание ароматических растений. Кишинев, 1988. 196 с. 8. Новицкая Ю.Е. Физиолого-биохимические процессы, обусловливающие образование органических веществ, выделяемых растениями // Вопросы селекции, семеноводства и физиологии древесных пород Севера. Петрозаводск, 19б7. С. 30-42. 9. Новые эфиромасличные культуры, Симферополь, 1988, С. 34-38. 10. Танасиенко Ф.С. Эфирные масла. Содержание и состав в растениях. Киев: Наукова Думка, 1985. С. 5-7. 11. Туманова (Естафъева) Е.Л., Кучин А.В., Пунегов В.В. Выделение монотерпеноидов эфирного масла Origanum vulgare L. методом твердофазной экстракции // Лесохимия и органический синтез: Тез. докл, III Всерос. совещ. Сыктывкар, 1998. 57 с. 12. Фогелъ И.В. Характеристика пряноароматических растений из семейства Губоцветные (Laminaseae L.) по количественному содержанию и качественному составу эфирных масел; Автореф, дис.... канд. биол. наук, СПб., 1997, 21 с. 13. Фуксман И.Л. Сезонная и возрастная динамика содержания и состава эфирных масел в хвое Pinus silvestris L. (Южная Карелия) //Раст. ресурсы, 1995. Т. 31. Вып. 1. С. 81-88. 14. Alves-Pereira I.M.S., Fernandes-Ferreira M. Essential oilsand Hydrocarbons from leaves and calli of Origanum vulgare ssp. virens //Phytochem., 1998. Vol. 48. № 5. Р. 795-799.
Логотип -
Начало -
Общие
сведения -
Структура -
Научная деятельность 4206 посещений с 12.05.2001 |