Накопление биологически активных веществ в Echinacea Purpurea L. Moench. при искусственных условиях выращивания

В процессе выращивания растений был использован вегетационный метод в условиях светокультуры. Известно, что в отличие от полевого, он позволяет более детально выявлять значение отдельных факторов, влияющих на развитие растений, а также поддерживать более постоянными в благоприятных границах различные внешние условия: одинаковое обеспечение растений влагой, выравненное корневое питание и одинаковые для всех растений условия освещения и температуры. В экспериментах в качестве источников излучения использовались лампы ДРИ-2000-6, достоинством которых является способность давать высокоинтенсивные лучистые потоки в области ФАР. Для выделения из ламп излучения в синей области спектра 400–500 нм применяли фильтры из голубого органического стекла (потому получаемая область ФАР далее именуется условно «голубая») [5]. В качестве контрольного варианта использовали излучение этого же типа ламп, но без цветных светофильтров. Уровень облученности ФАР в опыте и контроле составлял 100 Вт/м2. Такой выбор был связан с тем, что при этой интенсивности облучения обычно достигается достаточно высокий энергетический КПД фотосинтеза растений [4].

С учетом вышеизложенного эхинацею пурпурную в эксперименте культивировали при двух различных спектральных режимах:

• -    на стационарном спектральном режиме облучения (контрольные образцы) растения на протяжении всего вегетационного периода выращивали на белом свету;

• -    на переменном спектральном режиме облучения (опытные образцы) растения выращивали на белом свету до начала фазы цветения, после чего переводили на «голубой» свет на 10 сут.;

Исследовали различные органы растений, которые могли служить сырьем для получения целевых продуктов – специфических биологически активных веществ: соцветия, листья, стебли и корни. Сбор урожая проводился в период интенсивного цветения растений.

Спектральный состав света, воздействуя на растения, оказывает влияние на синтез и накопление самых различных биохимических продуктов [5]. Определено влияние смены спектральных характеристик света в предуборочный период на относительное содержание в изучаемых растениях гидроксикоричных кислот (ГКК). По литературным данным, именно гидроксикоричные кислоты обладают антимикробным и иммуностимулирующим действием [6]. Производные гидроксикоричных кислот (главный компонент – цикориевая кислота) содержатся во всех частях растения эхинацеи пурпурной и этот класс соединений был выбран для стандартизации сырья травы эхинацеи, сухого экстракта и лекарственных препаратов [1].

Определение суммы гидроксикоричных кислот (фенилпропаноидов) в эхинацее пурпурной проводили методом прямой спектрофотометрии (при длине волны 330 нм), экстракцию – 40 %-м этиловым спиртом при нагревании в течение 45 мин. Оптическую плотность полученного раствора измеряли на спектрофотометре СФ-26 при длине волны 330 нм в кювете с толщиной слоя 10 мм [2]. Все полученные результаты обработаны при помощи математико-статистических методов с использованием критерия Стьюдента. Относительное содержание гидроксикоричных кислот (ГКК) в отдельных органах эхинацеи пурпурной при стационарном и переменном спектральном режимах облучения в расчете на сухую биомассу зависело от органа растения и спектрального состава света (рис.). Так, при выращивании растений на постоянном белом свету (контрольный вариант) максимальное количество ГКК зарегистрировано в листьях эхинацеи пурпурной – 4,72 %, что в 1,2 раза выше, чем в соцветиях, и в 1,4 раза выше, чем в корнях. В стеблях растения отмечали низкое количество ГКК – 2,62 %, что в 1,8 раза ниже, чем в листовой биомассе.

□ Стационарный режим облучения (белый свет) □ Переменный режим облучения (белый - голубой)

Содержание гидроксикоричных кислот в эхинацее пурпурной при стационарном и переменном спектральных режимах облучения

Следует заметить, что в результате смены спектрального режима облучения (перевод с белого на «голубой» свет) во всех изучаемых органах растений наблюдали накопление производных гидроксикорич-ных кислот (Р <  0,05). По сравнению с контрольным вариантом (стационарный режим облучения) в листьях эхинацеи пурпурной их количество выше в 1,2 раза. В соцветиях эхинацеи пурпурной содержание ГКК возросло в 1,4 раза, а в стеблях и корнях увеличение определяемого соединения в результате их перестановки на «голубой» свет возросло в среднем в 1,3 раза. Таким образом, листья и соцветия растений при разных режимах облучения характеризовались высоким выходом гидроксикоричных кислот. При смене спектрального режима облучения содержание гидроксикоричных кислот увеличивалось равномерно во всех органах растения.

Заключение. Практическая ценность данных исследований заключается в том, что выращивание в условиях светокультуры при варьировании спектрального состава света в период вегетации дает возможность сократить сроки получения лекарственно-пищевого сырья без снижения содержания активного начала, а также использовать зеленую биомассу в качестве источника биологически активных веществ (БАВ). Полученную растительную биомассу возможно использовать в качестве лекарственного сырья и функциональной добавки для создания новых функциональных продуктов.