Изменение состава эфирного масла володушки козелецелистной (Bupleurum scorzonerifolium L.), произрастающей в Сибирском регионе, в зависимости от метеорологических условий
Автор: Зыкова И.Д.
Журнал: Вестник Красноярского государственного аграрного университета @vestnik-kgau
Рубрика: Биологические науки: Экология
Статья в выпуске: 7, 2015 года.
Бесплатный доступ
В статье рассматривается компонентный состав эфирного масла надземной части володушки козелецелистной (Bupleurum scorzonerifolium L.), зафиксированный автором в период исследований 2009-2014 гг. Отмечено, что качественный состав основных составляющих эфирного масла в разные годы остается постоянным, хотя и изменяется его количественное содержание. По мере роста экстремальности погодных условий наблюдается повышенное содержание сесквитерпенов и кислородсодержащих соединений в составе масла.
Короткий адрес: https://sciup.org/14084383
IDR: 14084383 | УДК: 581.135.51:581.54
The change of the essential oil composition of the thoroughwax (Bupleurum scorzonerifolium L.) growing in the Siberian region depending on meteorological conditions
The essential oil component composition of the thoroughwax (Bupleurum scorzonerifolium L.) elevated part that was recorded by the author during the research of 2009-2014 is considered in the article. It is noted that the qualitative structure of the essential oil main components in different years remains constant though their quantitative content changes. In the process of the weather condition extreme-nessgrowth the increased contentof sesquiterpenesand oxygen-containing connections in the oil structure is observed.
Текст научной статьи Изменение состава эфирного масла володушки козелецелистной (Bupleurum scorzonerifolium L.), произрастающей в Сибирском регионе, в зависимости от метеорологических условий
Растение содержит аскорбиновую кислоту, каротин, флавоновые гликозиды и сапонины, дубильные вещества и эфирные масла [2], часто применяется в сложных рецептах в традиционной медицине стран Азии в качестве тонизирующего и общеукрепляющего средства. Корни B. scorzonerifolium в китай- ской и корейской медицине используют при импотенции, а также как мочегонное и противовоспалительное средство [3]. Работами сибирских ученых выявлено желчегонное и сокогонное действие надземных частей B. scorzonerifolium на желудок, поджелудочную железу и печень [4].
Обширный ареал и популярность в народной медицине создают объективные предпосылки для детального изучения володушки козелецелистной с целью внедрения в медицинскую практику. Из доступной научной литературы встретилась только одна [5], посвященная исследованию состава эфирного масла корней B. scorzonerifolium, произрастающая в Китае. Ранее автором статьи был исследован компонентный состав эфирного масла володушки козелецелистной Сибирского региона. В работе [6] представлены результаты хромато-масс-спектрометрического анализа эфирного масла надземной части B. scorzonerifolium, произрастающей в Красноярском крае, полученного в 2013 г.
Известно, что состав эфирных масел зависит не только от фазы вегетации и исследуемого органа растения, но и от влажностно-температурных условий места произрастания растения. Поэтому представляло интерес провести сравнительный анализ компонентного состава эфирного масла B. scorzonerifolium за период эксперимента с 2009 по 2014 г., учитывая резко континентальный характер климата Красноярского края, для которого характерны сильные колебания температур воздуха в течение года и неравномерное распределение осадков по месяцам.
Цель исследований . Изучение влияния метеорологических условий места произрастания на компонентный состав эфирного масла надземной части B. scorzonerifolium .
Задачи исследований . Хромато-масс-спектрометрический анализ компонентного состава эфирного масла B. scorzonerifolium. ; сравнение динамики компонентов эфирного масла за период эксперимента; изучение влияния погодных условий на состав эфирного масла.
Материалы и методы исследований . Исследования проводили каждый год в июле с 2009 по 2014 г. в естественных популяциях B. scorzonerifolium окрестностей г. Красноярска. Надземную часть растения собирали в сухую погоду в фазу цветения на шести разных площадках, находящихся друг от друга на расстоянии 20–30 км. Собранные образцы сушили на воздухе в подвешенном состоянии при температуре окружающей среды в затененном месте.
Для получения эфирного масла готовили объединенную пробу смешением измельченного воздушно-сухого сырья, собранного с разных площадок. Затем методом последовательного квартования выделяли среднюю пробу в количестве 1000–1200 г, обеспечивающей полную загрузку цельнометаллической емкости, входящей в состав установки для получения эфирного масла [7].
Эфирное масло из надземной части B. scorzonerifolium получали методом исчерпывающей гидропародистилляции из воздушно-сухого сырья в течение не менее 9 ч до прекращения выделения эфирного масла. Загрузка сырья составляла 1200 г. Количественно собранное в насадке Клевенджера эфирное масло отстаивали, высушивали над Na 2 SO 4 , после чего пробу помещали в виа-лу из темного стекла объемом 1,5 мл с плотно закрытой крышкой, которая до анализа хранилась в холодильнике .
Хромато-масс-спектрометрический анализ проводили на хроматографе Agilent Technologies 7890 А с квадрупольным масс-спектрометром MSD 5975 С в качестве детектора с использованием 30-метровой кварцевой колонки HP-5 (5 %-дифенил – 95 %-диметилсилоксан) с внутренним диаметром 0,25 мм. Температура испарителя 280оС, температура источника ионов 173оС, газ-носитель – гелий – 1 мл/мин. Температура колонки: 50оС (2 мин), программируемый нагрев 50–270оС со скоростью 4оС в 1 мин, изотермический режим при 270оС в течение 10 мин.
Содержание отдельных компонентов оценивали по площадям пиков, а их идентификацию производили на основе сравнения линейных индексов удерживания и полных масс-спектров с соответствующими данными компонентов эталонных масел и чистых соединений. Для идентификации также использовали данные библиотеки масс-спектров Wiley275 (275 тыс. масс-спектров) [8] и атласа масс-спектров и линейных индексов удерживания [9].
Результаты исследований и их обсуждение. Эфирное масло надземной части B. scorzonerifolium представляет собой легкоподвижную жидкость светло-зеленого цвета легче воды. Выход масла в зависимости от года сбора менялся незначительно и в среднем составил 0,2 ± 0,01 %. Малое количество полученного масла не позволило нам определить его физико-химические пара- метры (плотность, показатель преломления). Согласно данным хромато-масс-спектрометрического анализа, в эфирном масле B. scorzonerifolium содержится более 40 компонентов. 44 компонента являются известными соединениями и легко идентифицируются (табл. 1). Отмечено отсутствие в составе масла углеводородов и преобладание монотерпенов. Основными компонентами являются транс-β-оцимен, гермакрен Д, лимонен и β-мирцен. В составе масла полностью отсутствуют кариофиллен и бициклосесквифелландрен, являющиеся, согласно [10], основными компонентами эфирного масла надземной части володушки золотистой. Это свидетельствует о своеобразии исследуемого вида и необходимости изучения, помимо эфирного масла, и других биологически активных веществ, присущих B. scorzonerifolium.
Из данных, приведенных в табл. 1, видно, что эфирное масло B. scorzonerifolium сохраняет качественный состав за все годы наблюдений.
Содержание основных компонентов эфирного масла в зависимости от года сбора надземной части B. scorzonerifolium
Таблица 1
|
Линейный индекс удерживания |
Компонент |
Содержание компонента, % от цельного масла |
|||||
|
CD О co CXI |
о о CXI |
l_J о CXI |
CXI о CXI |
co co CXI |
l_J co CXI |
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
Монотерпены |
|||||||
|
932 |
α-пинен |
0,5 |
0,8 |
0,5 |
0,6 |
1,0 |
1,0 |
|
973 |
Сабинен |
3,1 |
2,0 |
3,1 |
1,8 |
2,9 |
2,8 |
|
975 |
β-пинен |
0,6 |
0,6 |
0,6 |
0,6 |
0,9 |
0,9 |
|
995 |
β-мирцен |
10,6 |
8,2 |
9,6 |
8,0 |
10,8 |
9,8 |
|
1010 |
3-карен |
0,8 |
1,0 |
0,8 |
0,8 |
1,1 |
1,1 |
|
1017 |
α-терпинен |
0,8 |
0,6 |
0,8 |
0,6 |
0,9 |
0,9 |
|
1024 |
п -цимол |
6,2 |
5,8 |
6,2 |
5,8 |
7,1 |
7,1 |
|
1028 |
Лимонен |
10,2 |
8,4 |
10,2 |
8,2 |
11,0 |
11,0 |
|
1038 |
цис -β-оцимен |
1,8 |
1,0 |
1,8 |
1,0 |
1,4 |
1,4 |
|
1048 |
транс -β-оцимен |
11,2 |
8,6 |
10,2 |
8,4 |
12,8 |
12,8 |
|
1058 |
γ-терпинен |
3,2 |
2,0 |
3,1 |
2,0 |
2,9 |
2,9 |
|
1088 |
Терпинолен |
0,8 |
0,2 |
0,8 |
0,2 |
0,5 |
0,5 |
|
Всего |
49,8 |
39,2 |
47,7 |
38,0 |
53,3 |
52,2 |
|
|
Сесквитерпены |
|||||||
|
1378 |
α-копаен |
0,9 |
1,3 |
1,4 |
1,3 |
0,9 |
0,8 |
|
1392 |
β-элемен |
1,0 |
1,6 |
1,8 |
1,3 |
1,0 |
1,0 |
|
1412 |
Изокариофиллен |
1,9 |
2,3 |
1,8 |
2,3 |
1,9 |
1,9 |
|
1444 |
транс -β-фарнезен |
0,6 |
0,8 |
0,6 |
0,8 |
0,6 |
0,6 |
|
1445 |
Изогермакрен D |
0,7 |
1,0 |
0,7 |
1,0 |
0,7 |
0,7 |
|
1484 |
Гермакрен D |
12,1 |
16,4 |
14,6 |
16,1 |
12,1 |
12,1 |
|
1500 |
Бициклогермакрен |
1,6 |
3,0 |
1,4 |
2,0 |
1,6 |
1,6 |
|
1518 |
(Z)-γ-бисаболен |
0,8 |
1,8 |
0,8 |
1,8 |
0,8 |
1,1 |
|
1527 |
δ-кадинен |
2,0 |
3,4 |
2,5 |
2,4 |
2,0 |
2,0 |
|
1565 |
β-калакорен |
0,4 |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
0,4 |
0,8 |
|
Всего |
24,8 |
32,4 |
26,4 |
30,0 |
22,0 |
24,2 |
|
Окончание табл. 1
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
Кислородсодержащ |
ие соединения |
||||||
|
1033 |
Бензиловый спирт |
1,0 |
1,7 |
1,0 |
1,3 |
1,5 |
1,2 |
|
1041 |
Салициловый альдегид |
0,2 |
0,6 |
0,2 |
0,4 |
0,4 |
0,2 |
|
1100 |
Линалоол |
2,4 |
2,4 |
2,4 |
2,2 |
2,2 |
2,0 |
|
1101 |
Периллен |
0,5 |
0,8 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,4 |
|
1177 |
Терпинен-4-ол |
2,2 |
2,1 |
2,2 |
2,1 |
2,0 |
1,8 |
|
1191 |
α-терпинеол |
0,6 |
0,6 |
0,6 |
0,5 |
0,4 |
0,4 |
|
1192 |
Метилсалицилат |
0,5 |
0,6 |
0,5 |
0,4 |
0,6 |
0,4 |
|
1197 |
Дигидроцитронеллол |
0,5 |
0,6 |
0,6 |
0,5 |
0,6 |
0,4 |
|
1385 |
Геранилацетат |
0,8 |
0,6 |
0,8 |
0,6 |
0,4 |
0,6 |
|
1391 |
н -октилбутаноат |
1,0 |
1,5 |
1,0 |
1,2 |
0,8 |
1,0 |
|
1423 |
Линалилбутаноат |
0,6 |
0,6 |
0,6 |
0,5 |
0,6 |
0,5 |
|
1568 |
Минтоксид |
1,6 |
1,4 |
1,6 |
1,8 |
2,0 |
1,4 |
|
1580 |
Спатуленол |
3,4 |
3,7 |
3,4 |
3,6 |
3,0 |
3,0 |
|
1586 |
Кариофиллен оксид |
1,7 |
1,8 |
1,8 |
1,6 |
1,6 |
1,4 |
|
1604 |
(Z)-изоэлемицин |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
0,6 |
0,7 |
0,6 |
|
1640 |
Изоспатуленол |
0,6 |
0,6 |
0,6 |
0,4 |
0,5 |
0,5 |
|
1643 |
τ-кадинол |
1,0 |
1,2 |
1,0 |
1,0 |
1,1 |
1,0 |
|
1649 |
δ-кадинол |
0,8 |
1,0 |
0,8 |
0,6 |
0,5 |
0,5 |
|
1658 |
α-кадинол |
1,8 |
1,8 |
1,8 |
1,6 |
1,9 |
1,6 |
|
1684 |
(Е)-азарон |
1,0 |
1,2 |
1,1 |
1,1 |
1,0 |
1,0 |
|
1686 |
эпи -α-бисаболол |
1,0 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,0 |
1,1 |
|
1712 |
Пентадеканаль |
1,2 |
1,2 |
1,3 |
1,0 |
1,3 |
1,3 |
|
-//- |
-//- |
0,18 |
0,27 |
0,25 |
0,37 |
0,17 |
0,15 |
|
Всего |
25,2 |
28,0 |
25,8 |
31,8 |
24,6 |
22,8 |
|
Количественное содержание многих компонентов эфирного масла зависит от года сбора сырья. Для того чтобы оценить экстремальность погодных условий в разные годы, нами был вычислен гидротермический коэффициент экстремальности (k экстр ) (табл. 2), который представляет собой отношение средней температуры (t oC) месяцев вегетации до сбора (май-август) к среднему количеству осадков выпавших в эти месяцы (мм) (табл. 2):
k экстр
Среднемесячная температура за май+июнь+июль+август . =
Сумма осадков за май+июнь+июль+август
Данные по расчету гидротермического коэффициента экстремальности
Таблица 2
|
Год сбора |
Средняя температура с мая по август, °C |
Среднее количество выпавших осадков с мая по август, мм |
Гидротермический коэффициент экстремальности k экстр. |
|
2009 |
14,75 |
80,0 |
0,18 |
|
2010 |
14,80 |
55,5 |
0,27 |
|
2011 |
15,65 |
62,5 |
0,25 |
|
2012 |
16,28 |
44,5 |
0,37 |
|
2013 |
14,40 |
85,75 |
0,17 |
|
2014 |
14,60 |
96,5 |
0,15 |
Анализ данных, представленных в табл. 1, подтверждает зависимость компонентного состава от года сбора, а учитывая индивидуальные для каждого года температурно-влажностные характеристики, позволяет сделать вывод о зависимости состава от метеорологических факторов места произрастания растения (рис.).
Изменение состава эфирного масла B. scorzonerifolium в зависимости от метеорологических факторов за период эксперимента
Установлено, что с увеличением значения гидротермического коэффициента экстремальности наблюдается тенденция к уменьшению содержания монотерпенов и увеличению количества сесквитерпенов и кислородсодержащих соединений, причем соотношение последних в составе эфирного масла независимо от года сбора сырья составляет примерно 1:1.
Заключение . Сравнение динамики компонентов эфирного масла B. scorzonerifolium в течение шести лет подряд при сборе сырья в одно и то же время в одной и той же ценопопуляции показывает, что по мере возрастания экстремальности погодных условий качественный состав надземной части B. scorzonerifolium , произрастающей в Сибирском регионе, остается постоянным, что свидетельствует о высоком адаптационном потенциале растения. Увеличение содержания в эфирном масле кислородсодержащих соединений и сесквитерпенов является, по-видимому, откликом на недостаточное количество влаги в летний период.
Список литературы Изменение состава эфирного масла володушки козелецелистной (Bupleurum scorzonerifolium L.), произрастающей в Сибирском регионе, в зависимости от метеорологических условий
- Ареалы лекарственных и родственных растений СССР. -Л., 1983. -208 с.
- Махов А.А. Зеленая аптека. -Красноярск: Кн. изд-во, 1993. -528 с.
- Pharmacopoeia of the peoples Republic of China. -Guangzhou: Guangdong science and technology Press, 1992.
- Минаева В.Г. Лекарственные растения Сибири. -Новосибирск: Изд-во СО АН СССР, 1970. -271 с.
- Essential oil analyses of the root oils of Bupleurum species from China/X. Li, Z. He, K. Bi //Journal of Essential oil research. -2007. -Vol. 19. -№ 3. -P. 234-238.
- Зыкова И.Д., Ефремов А.А. Володушка козелецелистная: компонентный состав эфирного масла надземной части//Сиб. мед. журн. -2014. -№ 2. -С. 89-90.
- Ефремов А.А., Зыкова И.Д. Компонентный состав эфирных масел хвойных растений Сибири: монография. -Красноярск: Изд-во СФУ, 2013. -132 с.
- McLafferty F.W. The Wiley. NBS Registry of Mass Spectral Data; Wiley. -London, 1989.
- Ткачев А.В. Исследование летучих веществ растений. -Новосибирск: Наука, 2008.
- Зыкова И.Д., Ефремов А.А. Изучение компонентного состава эфирного масла и минерального состава володушки золотистой Сибирского региона//Химия растительного сырья. -2013. -№ 1. -С. 119-124.
