Изучение продуктивности сырья надземной и подземной фитомассы и некоторых физико-химических показателей корней Symphytum officinale L. и Symphytum caucasicum Bieb.

Изучение перспективных лекарственных и кормовых растений для фармацевтической промышленности и сельскохозяйственных организаций является актуальным направлением развития лекарственного растениеводства и кормопроизводства России. Особое внимание уделяется поиску новых видов, обладающих противовоспалительным действием, антимикробной активностью, иммуностимулирующими свойствами. К перспективным видам соответствующего действия можно отнести Symphytum officinale L. (окопник лекарственный) и Symphytum caucasicum Bieb. (окопник кавказский).

Род Symphytum L. (окопник) включает около 25 видов лекарственных, декоративных и кормовых растений семейства Boraginaceae (Бурачниковые), ареал произрастания рода довольно широкий – от Средиземноморья и Кавказа до Западной Сибири. В Европейской части наиболее распространен S. officinale , на Кавказе – S. caucasicum . В Предбайкалье S. officinale считается заносным видом (обнаружен в окрестностях Усольского р-на, пос. Тальяны) [Чепинога и др., 2008].

Имеются данные о том, что род Symphytum применяется в качестве кормовой культуры в свиноводческой и птицеводческой отраслях, хорошо поедается овцами и козами [Медведев, Сметанникова, 1981]. Перспектива применения окопников в кормопроизводстве обусловлена высокой продуктивностью надземной фитомассы, долголетием в культуре (10-15 лет), ранней вегетацией, устойчивостью к весенним и осенним понижениям температуры, хорошей отавностью [Ларин, 1953; Медведев, Сметанникова, 1981], высоким содержанием в зеленой массе протеина, витаминов, зольных элементов [Медведев, Сметанникова, 1981]. Окопники рекомендуются для выращивания в культуре на сено, сенную муку, витаминную пасту, сенаж и силос [Ларин, 1953; Медведев, Сметанникова, 1981]. Растение считается неплохим медоносом [Ахкубекова, Тамахина, 2020].

Надземная часть и корни Symphytum применяются в народной медицине в качестве противомикроб-ного, противовоспалительного и иммуномодулирующего средства. Исследования ученых показали, что в корнях и в траве растения обнаружены аллантоин [Тамахина, Ахкубекова, Иттиев, 2019], фенольные соединения, полисахариды, гликопептиды и некоторые токсичные пирролизидиновые алкалоиды [Salehi et al., 2019]. S. caucasicum отличается высоким содержанием лазиокарпина [Зузук и др., 2004]. Препараты из окопника обладают высоким антиокислительным, антилипопероксидантным и противовоспалительным действием, антимикробной активностью [Ахкубекова, Тамахина, 2018]. Сотрудники института фармакохимии им. И.Г. Кутателадзе изучили водорастворимые высокомолекулярные фракции полисахаридов листьев S. caucasicum и выявили высокую антикомплементарную и антиоксидантную активность, указывающую на возможность их использования в качестве противовоспалительных и ранозаживляющих агентов при лечении ран различной этиологии [Барбакадзе и др., 2010]. Исследователи Уфимского института химии РАН совместно с учеными Пятигорского медико-фармацевтического института и Уфимского института биологии РАН изучили состав липидов и липофильных компонентов семян S. оf-ficinale, индентифицировали и определили содержание нейтральных и полярных липидов, а также состав жирных кислот [Юнусова и др., 2016].

В России корни и листья S. caucasicum и S. officinale применяются исключительно в народной медицине, химический состав сырья этих видов изучен недостаточно, в кормопроизводстве виды не используются.

В Европе и Америке корни S. officinale считаются ценным лекарственным сырьем, препараты из корней растения применяются в качестве иммуностимулирующего средства в научной медицине.

Исследования по изучению продуктивности и содержанию биохимического состава сырья S. caucasicum и S. officinale в условиях культуры Предбайкалья ранее не проводились. Для выявления перспективности использования сырья в животноводстве проведено определение урожайности надземной фитомассы. Учитывая, что сырье корней S. officinale успешно применяется во многих европейских странах и США в качестве официнального, была поставлена задача изучения продуктивности подземной фитомассы и проведение первичных исследований по содержанию биологически активных веществ в сырье подземных органов растений.

Цель исследования – изучение продуктивности сырья надземной и подземной фитомассы S. caucasicum и S. officinale , а также некоторых физико-химических показателей сырья корней изучаемых видов в условиях культуры Предбайкалья.

Материалы и методы исследования

Объект исследования – сырье надземной и подземной фитомассы S. caucasicum и S. officinale. Сырье было собрано нами с коллекционного участка опытного поля Иркутского ГАУ Предбайкалья (Иркутский р-н).

S. caucasicum – многолетник с одиночными толстыми стеблями (высотой 40–60 см) и розеткой прикорневых листьев, отмирающих к цветению (рис. 1). Корневище укороченное, веретеновидное, с длинными толстыми корнями. Стебли обычно одиночные, довольно толстые, с небольшим количеством недлинных боковых побегов, так же, как и листья, коротко-серовато или пушисто-мохнато опушенные. Стеблевые листья многочисленные, продолговатые или яйцевидные, нижние листья на длинных черешках с округлым основанием, верхние и средние листья на коротком черешке или сидячие слегка низбегающие на стебель с клиновидным основанием (5–10 см длиной, 2–4 см шириной). На концах стеблей и верхних боковых побегов формируются немногоцветковые, безлистные, односторонне закрученные завитки, при отцветании выпрямляющиеся в рыхлые короткие кисти. Плодоножки сероватые пушисто-мохнатые, поникающие (3– 5 мм длиной). Чашечка сероватая железисто-опушенная зуб-чатонадрезанная, узкоколокольчатая (4–6 мм длиной), при плодах увеличивающаяся (до 8–15 мм). Венчик (до 15 мм) – голубой, трубка венчика (7–8 мм длиной) заметно длиннее чашечки, отгиб колокольчатый с треугольными короткими зубцами. Плоды – орешки (3–5 мм длиной). Произрастает по полянам, опушкам и лесам Кавказа. Вид сближается с S. officinale своими низбегающими верхними листьями и отличается антоциановыми венчиками [Попов, 1953].

S. officinale – многолетнее поликарпическое растение

Рис. 1. Symphytum caucasicum

с длинными толстыми корнями и одиночными мощными, толстыми и высокими стеблями (50–100 см высотой), в верхней части сильноветвистые, густо щетинисто-мохнатые (рис. 2). Верхние листья с клиновидным основанием, сближенные, сидячие, в верхней части низбегающие вдоль стебля, по краю крупноволнистые. Стеблевые листья многочисленные, крупные, продолговатые, длиннозаостренные на конце. Нижние листья округлые при основании, на длинных узкокрылатых черешках. Листья сверху жестко- щетинистые, снизу сероватые опушенные или почти голые, средняя жилка снизу длиннощетинистая. Корневище мощное, короткое, с длинными толстыми корнями. Завитки в начале цветения густые, поникающие на верхушке, часто метельчатые, позднее выпрямляющиеся в удлиненные и рыхлые односто-

Рис. 2. Symphytum officinale

ронние соцветия. Плодоножки (5–10 мм длиной) оттопыренно-щетинистые с яйцевидной или грушевидной зубчато-рассеченной колюче-щетинистой чашечкой (10–15 мм длиной). Венчик (15–20 см длиной) розовый, розовокрасный, чаще грязно-темно-фиолетовый, реже – белый, мелкососочково-шелковистый, трубка венчика вдвое длиннее чашечки, отгиб короче трубки, овальный с широкими, треугольными и короткими зубцами. Плоды – черные, блестящие, гладкие, полусогнутые, яйцевидные орешки (4–5 мм длиной). В Европейской части произрастает по сырым лугам, заболоченным местам, у рек и ручьев в таежной и степных зонах, реже – в Крыму, на Кавказе, в Западной Сибири и Средней Азии [Попов, 1953].

Почвы опытного поля серые лесные, близкие к нейтральным (содержание гумуса – 3–5%, фосфора – 10–15 мг/100 г, калия – 10–15 мг/100 г, подвижного азота – 20–40 мг/кг) [Рябинина, 2012]. Резкоконтинентальный климат района исследования характеризуется значительными годовыми (более 80°) и суточными (около 30°) перепадами температуры воздуха. Продолжительность летнего периода составляет 90–110 дней, средняя температура самого жаркого месяца (июля) – +18°С, самого холодного (января) – 20°С. Вегетационный период – 119–120 дней [Беркин и др., 1993]. Урожайность сырья определяли типовым весовым методом в четырехкратной повторности. Надземную часть сырья срезали ножницами на уровне 2–3 см от поверхности почвы, подземную часть выкапывали садовой лопатой на глубину залегания корневой системы растения.

Определение показателя влажности [Определение влажности…: эл. ресурс], числовой показатель золы общей [Общая зола: эл. ресурс] определяли согласно требованиям Фармакопеи. Количественное содержание флавоноидов – методом УФ-спектроскопии спиртовых вытяжек, для флавонов и флавонолов, в частности рутина, характерны два максимума поглощения – коротковолновый (258–260 нм) и длинноволновый (362 нм), при этом в присутствии AlCl 3 образуется батохромный сдвиг длинноволновой полосы с образованием максимума при длине волны 412 нм (аналитическая длина волны) [Пастушьей сумки…: эл. ресурс]. Дубильные вещества в пересчете на танин определяли перманганометрическим методом [Определение содержания…: эл. ресурс]. Для определения полисахаридов использовали методику количественного определения полисахаридов в траве череды [Череды трехраздельной…: эл. ресурс]. Для определения приведенных показателей использовали сырье корней растений четвертого года жизни, повторность опытов четырехкратная. Обработка экспериментальных данных проведена с использованием программы Statistica, MS Ecxel 97.

Результаты исследования

Морфологические особенности S. officinale и S. caucasicum при интродукции в условиях Предбайка-лья изучаются сотрудниками Иркутского ГАУ [Тунгрикова, Худоногова, 2020, 2021, 2025; Худоногова и др, 2020; Тунгрикова, 2023]. Онтогенетические особенности окопника изучены на примере S. officinale [Тунгрикова, Худоногова, 2022]. В условиях культуры Иркутского района Предбайкалья S. officinale успешно проходит 3 периода онтогенеза: латентный, виргинильный и генеративный. Всходы, ювенильные, имматурные и виргинильные особи формируются в первые 3 месяца жизни. Зацветает на 1–2 годы жизни, в средневозрастное состояние вступает на 3 год. На 4-й год жизни осенью у растений наблюдается процесс партикуляции, от почек возобновления на следующий год начинают отрастать новые побеги. У растений наблюдается 2 генерации побегов (от середины мая до середины июля, и с июля по август– сентябрь) [Тунгрикова, Худоногова, 2022].

S. officinale отличается высокой продуктивностью надземной и подземной массы. Так, масса сырья травы у S. officinale возрастает от 120.1 г / 1 особи (воздушно-сухого) в 1-й год жизни до 1174.1 г / 1 особи (возд.-сух.) на 6-й год, масса сырья корней – от 1.2 кг / 1 особи до 8.1 кг / 1 особи (возд.-сух.) соответственно (табл. 1). Более медленные темпы роста наблюдаются у S. caucasicum , надземная масса сырья у вида возрастает от 66.0 г / 1 особи (возд.-сух.) в 1-й год жизни до 518.3 г / 1 особи (возд.-сух.) на 6-й год, масса сырья подземных органов в 1-й год жизни составляет 0.4 кг / 1 особи, на 6-й год – 1.2 кг / 1 особи (возд.-сух.).

Таблица 1

Продуктивность надземной и подземной фитомассы сырья [Productivity of aboveground and underground phytomass of the raw material]

Вид	Год жизни
	1 год     \	2 год     1	3 год     1     4 год     \	5 год     1	6 год

Надземная фитомасса, г (возд.-сух.) (M±m)

S. officinale	120.1±0.9	160.3±2.3	200.2±2.0	350.3±3.3	520.2±4.6	1174.1±5.1
S. caucasicum	66.0±0.7	96.42±0.8	171.05±1.5	245.4±1.6	316.00±3.7	518.3±2.2

Подземная фитомасса, кг (возд.-сух.) (M±m)

S. officinale	1.2±0.2	1.9±0.4	3.2±0.5	5.1±0.0	6.5±0.7	8.1±0.6
S. caucasicum	0.4±0.05	0.8±0.1	0.9±0.1	1.1±0.3	1.1±0.5	1.2±0.1

Примечание: M – среднее арифметическое, m – ошибка среднего арифметического.

Биохимические показатели сырья S. officinale и S. caucasicum в настоящее время изучены недостаточно, чаще встречаются сведения по содержанию некоторых БАВ в сырье надземных органов растений, реже – по биохимическому составу сырья корней.

Согласно литературным данным, в сырье листьев S. officinale , собранной в Калининградской обл., было обнаружено 57.1±5.3 мг% рутина, 330.4±32.9 мг% катехинов, 747.9±73.6 мг% лейкоантоцианов [Масленников и др., 2014]. Сумма полисахаридов в листьях S. caucasicum (в Грузии) составляет 7.1% от воздушно-сухой массы листьев [Барбакадзе и др., 2007, 2010]. Результаты исследований общего содержания фенолов при экстракции S. officinale показали, что общее содержание фенола в экстракте вида составило 1.566…1.906…2.069 мг GAE на грамм сухого порошка [Syarifah, Suryadi, Mun'im, 2022]. В корнях S. caucasicum Кабардино-Балкарской Республики обнаружены алкалоиды – 0.31…0.48% (асперу-мин, эхимидин, эхинатин, гелиотрин, лазиокарпин) и аллантоин – 0.29…0.52% в пересчете на абсолютно сухое вещество, фруктозосодержащие углеводы – 44.0–51.4% в пересчете на воздушно-сухую массу [Ах-кубекова, Тамахина, 2018]. Максимальное содержание аллантоина в корнях растения отмечено осенью, в конце вегетации растений (0.915 %), в фазе плодоношения содержание аллантоина снижается в 1.5–2 раза, в условиях низких температур и высокой солнечной радиации в горах содержание аллантоина в сырье корней Symphytum повышается в 1.2 раза [Syarifah, Suryadi, Mun'im, 2022].

Результаты исследований физико-химических показателей сырья корней S. officinale и S. caucasicum , культивируемых в Предбайкалье, представлены в табл. 2. Для определения приведенных показателей использовали сырье корней растений четвертого года жизни.

Таблица 2

Результаты определения некоторых физико-химических показателей сырья корней Symphytum [Results of tests on some physicochemical parameters of Symphytum root raw material]

Вид	Влажность, % (M±m)	Зола общая, % (M±m)	Флавоноиды в пересчете на рутин, % (M±m)	Дубильные вещества в пересчете на танин, % (M±m)	Полисахариды, % (M±m)
S. officinale	5.27±0.05	6.30±0.07	0.08±0.005	2.28±0.10	6.95±0.46
S. caucasicum	6.40±0.02	6.16±0.04	0.02±0.001	2.53±0.15	10.40±0.09

Примечание: M – среднее арифметическое, m – ошибка среднего арифметического.

Показатели влажности и общей золы образцов сырья корней исследуемых видов ранее не были изучены. Влажность образцов сырья корней культивируемых растений S. officinale составляет 5.27% и S. caucasicum – 6.40%. Содержание общей золы в образцах корней изучаемых видов оказалось довольно сходным (6.16–6.30%).

Содержание суммы флавоноидов в пересчете на рутин в сырье корней видов Symphytum составляет 0.02–0.08%, дубильных веществ в пересчете на танин – 2.28–2.53%, полисахаридов – 6.59…1.40% (в литературных источниках данные по содержанию флавоноидов в пересчете на рутин, дубильных веществ в пересчете на танин, полисахаридов в сырье корней S. officinale и S. caucasicum не найдены).

Заключение

В качестве кормовой культуры к выращиванию в Предбайкалье можно рекомендовать S. officinale как более продуктивный вид, растение отличается быстрыми темпами роста и развития, высокой биологической продуктивностью как надземной (1174.1 г / 1 особи), так и подземной фитомассы (до 8.1 кг / 1 особи, возд.-сух.). Максимальная масса сырья выявлена у растений 6-го года жизни. Масса сырья травы и корней S. officinale на 6-й год жизни больше массы сырья S. caucasicum в 2.2 и 6.6 раз соответственно.

Изучение химических показателей сырья корней S. officinale и S. caucasicum свидетельствует о том, что полисахаридов и дубильных веществ в пересчете на танин больше содержится в сырье S. caucasicum, флавоноидов в пересчете на рутин – в корнях S. officinale. S. officinale и S. caucasicum – перспективные лекарственные растения для кормопроизводства, ветеринарной и фармацевтической промышленности. Учитывая недостаточную изученность видов, исследования по содержанию биологически активных веществ в растениях необходимо продолжить.