Исследование компонентного состава и антимикробной активности эфирного масла Brassica rapa L

Введение. В Сибири интересным и перспективным направлением в плодоовощном бизнесе может быть выращивание незаслуженно забытого корнеплода – репы (Brassica Rapa L.). Достаточно вспомнить, что на Руси до екатеринин- ских времен репа была одним из основных пищевых продуктов на столах наших предков. Корнеплод относился к доступным овощам и, благодаря хорошей лежкости, являлся основой зимнего рациона на протяжении многих веков [1]. Также есть сведения об использовании репы в качестве целебного средства при лечении различных воспалительных процессов [2].

Современные исследования химического состава показали, что растение богато пищевыми волокнами, моно- и дисахаридами, ценным углеводом - глюкорафанином - предшественником антиканцерогена сульфорафана, витаминноминеральным комплексом (витамины А, В, С, РР, минеральные соли, эссенциальные химические элементы: Na, K, Са, Mg, Fe, P) [2, 3].

Помимо ценных питательных качеств репа была востребована и в народной медицине как лекарственное средство c выраженными противовоспалительными, антисептическими и мочегонными свойствами.

Из литературы известно о наличии в некоторых представителях семейства Крестоцветных эфирного масла [4, 5]. Так как репа также относится к этому семейству, но сведений о наличии и компонентом составе эфирного масла в репе и его биологической активности нет, то представляло интерес провести такое исследование.

Выполненный нами предварительный анализ показал присутствие в Brassica Rapa L. небольшого количества эфирного масла.

Цель исследования: изучение химического состава и антимикробных свойств эфирного масла репы ( Brassica Rapa L.) сорта Петровская-1.

Задачи исследования: получение эфирного масла репы, изучение его электронных спектров поглощения в видимой области и определение компонентного состава; исследование антимикробных свойств эфирного масла с использованием тест-культур некоторых микроорганизмов.

Материалы и методы исследования. В качестве объекта исследования использовалась высушенная, измельченная до 0,5–1 см подземная часть репы сорта Петровская-1, собранная в сентябре 2015 г.

Выделение эфирного масла осуществляли методом гидропародистилляции из воздушносухого сырья в течение 12–14 часов с использованием стеклянной колбы и насадки Клевенджера в соответствии с ГОСТ 24027.2-8 [6]. Химический состав эфирного масла исследовали методом хромато-масс-спектрометрии, как описано Л.К. Гуринович, Т.В. Пучковой [7].

Хромато-масс-спектрометрический анализ проводили на хроматографе Agilent Technologies 7890 А с квадрупольным масс-спектрометром MSD 5975 С в качестве детектора. Содержание компонентов оценивали по площадям пиков на хроматограмме, а их идентификацию производили на основе сравнения времени удерживания и полных масс-спектров компонентов эталонных масел и чистых соединений. Для идентификации также использовались данные библиотеки масс-спектров Wiley275 (275 тысяч масс-спектров), атласа масс-спектров и линейных индексов удерживания [8, 9].

Антимикробную активность оценивали по разнице в размерах диаметра колоний тест-бактерий в опыте и контроле [10]. Контролем служили тест-бактерии, соединенные с 0,5 мл дистиллированной воды.

В качестве тест-штаммов были использованы стандартные типовые культуры микроорганизмов: Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae, Staphylococcus aureus, Acinetobacter baumannii , предоставленные Красноярской краевой клинической микробиологической лабораторией.

Определенное количество эфирного масла помещали на дно чашки Петри, которую закрывали крышкой со свеженанесенными на поверхность среды пятью тест-организмами. Из двух суточных тест-культур по стандарту мутности готовили суспензию, которой пастеровскими пипетками заполняли лунки станины репликатора. Затем с помощью репликатора делали реплики пяти тест-культур одновременно на поверхность незасеянной среды, разлитой равномерно на дно чашек Петри. Одну половину чашек Петри с исследуемым эфирным маслом закрывали дру- гой половиной со свеженанесенными методом реплик тест-бактериями и инкубировали в термостате при 37 0С. Реакции тест-микробов на эфирное масло оценивали на 3-4 день по разнице в размерах диаметра колоний тест-бактерий в опыте и контроле. Статистическую обработку проводили по Г.Ф. Лакину [11]. Воздействие эфирного масла на тест-культуру оценивали как положительное (стимулирующее) или отрицательное (ингибирующее), когда размер колоний тест-культур в опыте был соответственно достоверно увеличен или снижен по сравнению с контролем. Если размер колоний в опытедостоверно не отличался от контроля, действие эфирного масла оценивали как нулевое.

Результаты исследования и их обсуждение. В отличие от большинства популярных корне- плодов уникальной особенностью корнеплода Brassica rapa является наличие в нем эфирного масла (~ 1 %).

Эфирное масло репы, полученное методом гидропародистилляции, представляет собой жидкость темно-синего цвета тяжелее воды. Синяя окраска масла обусловлена, как известно, присутствием хамазулена, который не содержится как таковой в растении, но образуется в результате высокотемпературной обработки растительного материала в результате ряда процессов дегидратации-декарбоксилирования проазуленовых соединений. Действительно, в электронных спектрах поглощения имеются характерные для хамазулена полосы поглощения при 732, 660 и 605 нм (рис.) [12].

Рис. 1. Электронный спектр поглощения в видимой области эфирного масла репы в гексане: 1 – 732 нм; 2 – 660 нм; 3 – 605 нм

В результате проведенного анализа методом хромато-масс-спектрометрии в эфирном масле репы выявлено и идентифицировано 17 компонентов, составляющих 99,2 % от суммы всех компонентов масла (табл. 1).

В составе эфирного масла обнаружены соединения группы фенилпропенов – метиловые эфиры эвгенола в виде двух изомеров: цисметил изоэвгенол и транс-метил изоэвгенол, элемицин и все три изомера азарона: α-азарон ((E)-азарон), β-азарон ((Z)-азарон) и γ-азарон (секишон). Суммарное содержание трех изомеров азарона составляет 91,8 % от суммы всех компонентов масла, с преобладанием (Z)-азарона (57,4 %).

Азароны в преобладающем количестве были найдены только в эфирных маслах аира болотного и копытня [13, 14]. Изучение фармакологических свойств азаронов, выделенных из эфирных масел названных растений, показало, что соединения обладают успокаивающим, снотворным, болеутоляющим действием. Также обнаружена способность азаронов расслаблять спазмы гладких мышц и понижать артериальное давление [13, 14].

Компонентный анализ масла позволил выявить преобладание массовой доли кислородсодержащих соединений.

Содержание основных компонентов эфирного масла Brassica rapa

Линейный индекс удерживания	Компонент	Содержание, % от суммы всех компонентов
1246	3-фенил-пропионитрил	0,3
1392	β-элемен	0,2
1422	Кариофиллен	0,2
1459	Цис -метил изоэвгенол	1,2
1495	Шиобунон эпимер	0,6
1498	Транс -метил изоэвгенол	0,6
1515	Шиобунон	0,8
1527	δ-кадинен	0,4
1533	Эпи -изо-шиобунон	1,3
1546	α-калакорен	0,7
1559	Элемицин	0,5
1576	γ-азарон	2,4
1610	β-оплопенон	0,7
1625	(Z)-азарон	57,4
1684	(E)-азарон	32,0
1732	Хамазулен	0,2
1743	Изокаламендиол	0,4
Итого		99,2

Известно, что эфирные масла многих лекарственных растений-эфироносов проявляют антимикробную активность [15]. Нами также было проведено определение микробиологической активности эфирного масла репы. Результаты исследования показали, что данное эфирное масло задерживает рост Pseudomonas aeruginosa и Klebsiella pneumoniae.

По отношению к использованным в эксперименте штаммам Acinetobacter baumannii и Staphylococcus aureus эфирное масло репы проявляет нулевое (нейтральное) действие. Также исследование показало, что эфирное масло Brassica rapa стимулирует размножение штаммов Escherichia coli.

Заключение. Проведенные результаты исследования показали, что корнеплод Brassica rapa L. содержит эфирное масло. Установлено, что компонентный состав эфирного масла преимущественно представлен азаронами (до

• 91, 8 вес %). Определена биологическая активность эфирного масла репы по отношению к некоторым тест-культурам микроорганизмов. Показано, что эфирное масло корнеплода сдерживает рост штаммов бактерий Pseudomonas aeruginosa и Klebsiella   pneumoniae ,   по

отношению к штаммам Acinetobacter baumannii и Staphylococcus aureus проявляет нулевое действие и стимулирует размножение штаммов Escherichia coli . .