Влияние метеорологических факторов на состав эфирного масла соцветий лабазника вязолистного (Filipendula ulmaria (L.) Maxim), произрастающего в Сибирском регионе
Автор: Зыкова И.Д., Ефремов А.А.
Журнал: Вестник Красноярского государственного аграрного университета @vestnik-kgau
Рубрика: Экология
Статья в выпуске: 5, 2015 года.
Бесплатный доступ
В статье представлены данные по компонентному составу эфирного масла соцветий лабазника вязолистного, полученные с 2009 по 2014 г. Исследовано влияние температурно-влажностных условий произрастания растения на содержание масла и его компонентный состав. Отмечено увеличение содержания кислородсодержащих соединений как отклик на недостаток влаги в процессе вегетации лабазника вязолистного.
Эфирное масло, компонентный состав, гидротермический коэффициент экстремальности
Короткий адрес: https://sciup.org/14084299
IDR: 14084299
Текст научной статьи Влияние метеорологических факторов на состав эфирного масла соцветий лабазника вязолистного (Filipendula ulmaria (L.) Maxim), произрастающего в Сибирском регионе
Эфирное масло из соцветий F . ulmaria получали методом исчерпывающей гидропародистилляции из воздушно-сухого сырья в течение не менее 9 ч до прекращения выделения эфирного масла. Загрузка сырья составляла 1200 г.
Хромато-масс-спектрометрический анализ проводился 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) [10] и атласа масс-спектров и линейных индексов удерживания [11].
Результаты исследований и их обсуждение . Эфирное масло из соцветий F . ulmaria представляет собой легкоподвижную жидкость тяжелее воды желто-коричневого либо синего цвета (в зависимости от присутствия в составе масла хамазулена), застывающую при комнатной температуре.
Хромато-масс-спектрометрический анализ образцов эфирного масла F . ulmaria позволил установить наличие более 100 компонентов, 42 из которых присутствуют в количествах, превышающих 0,2 % от суммы всех компонентов. Тридцать компонентов, присутствующие в масле вне зависимости от года сбора сырья, являются известными соединениями и нами идентифицированы (табл. 1). Их содержание в масле составляет 65,7–98,4 %. Затруднения в идентификации минорных компонентов были вызваны наличием большого числа соединений с близкими индексами удерживания и низким содержанием их в масле (0,2 % и ниже).
Установлено, что мажорными компонентами эфирного масла соцветий F . ulmaria являются метил-салицилат (28,2–34,1 %), салициловый альдегид (1,3–11,2 %), ионол (3,0-4,2 %), н -трикозан (8,1–10 %), линалоол (5,0–6,0 %) и хотриенол (6,0–8,1 %) (табл. 1). Особенностью компонентного состава масла является отсутствие монотерпеновых соединений.
Таблица 1
Содержание основных компонентов эфирного масла в зависимости от года сбора соцветий F . ulmaria
|
Линейные индексы удерживания |
Компонент |
Содержание компонента, % от цельного масла |
|||||
|
2009 г. |
2010 г. |
2011 г. |
2012 г. |
2013 г. |
2014 г. |
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
Углеводороды |
|||||||
|
1500 |
н -пентадекан |
0,3 |
0,3 |
0,2 |
0,3 |
0,2 |
0,2 |
|
1600 |
н -гексадекан |
0,5 |
0,6 |
0,5 |
0,3 |
0,6 |
0,5 |
|
1700 |
н -гептадекан |
0,6 |
0,4 |
0,4 |
0,2 |
0,3 |
0,2 |
|
1900 |
н -нонадекан |
0,7 |
0,6 |
0,3 |
0,6 |
0,4 |
0,4 |
|
1730 |
хамазулен |
– |
0,7 |
0,6 |
1,6 |
1,2 |
1,0 |
|
2100 |
н -хенэйкозан |
1,0 |
1,4 |
1,4 |
1,5 |
1,0 |
1,2 |
|
2300 |
н -трикозан |
8,3 |
10,0 |
9,8 |
10,0 |
8,1 |
8,3 |
|
Всего |
11,4 |
14,0 |
13,2 |
14,5 |
11,8 |
11,8 |
|
|
Сесквитерпены |
|||||||
|
1422 |
кариофиллен |
0,7 |
0,8 |
1,2 |
1,0 |
0,7 |
0,7 |
|
1510 |
(е,е)- α -фарнезен |
0,8 |
0,6 |
0,6 |
1,2 |
0,6 |
0,8 |
|
Всего |
1,5 |
1,4 |
1,8 |
2,2 |
1,3 |
1,5 |
|
Окончание табл. 1
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
Кислородсодержащие соединения |
|||||||
|
1033 |
Бензиловый спирт |
0,8 |
1,0 |
1,4 |
1,0 |
0,8 |
0,8 |
|
1073 |
транс -фуранолиналоол оксид |
0,5 |
0,3 |
0,3 |
0,3 |
0,3 |
0,3 |
|
1089 |
цис- фуранолиналоол оксид |
0,3 |
0,2 |
0,3 |
0,2 |
0,3 |
0,3 |
|
1155 |
нерол оксид |
0,2 |
0,3 |
0,3 |
0,2 |
0,3 |
0,3 |
|
1100 |
линалоол |
4,9 |
5,2 |
6,0 |
6,2 |
5,0 |
5,2 |
|
1105 |
хотриенол |
6,2 |
6,4 |
6,2 |
8,1 |
6,4 |
6,0 |
|
1144 |
цис - β -терпинеол |
0,3 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,2 |
0,3 |
|
1191 |
α -терпинеол |
2,1 |
2,3 |
2,0 |
3,5 |
1,8 |
1,5 |
|
1215 |
пара -мент-1-ен-9-ол |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,8 |
0,5 |
0,5 |
|
1217 |
пара -мент-1-ен-9-ол (изомер) |
0,5 |
0,5 |
0,3 |
0,7 |
0,5 |
0,5 |
|
1255 |
гераниол |
0,3 |
0,5 |
0,6 |
0,8 |
0,6 |
0,5 |
|
1514 |
ионол |
3,1 |
4,0 |
4,0 |
4,2 |
3,2 |
3,0 |
|
1565 |
(е)- неролидол |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
1,0 |
0,7 |
1,0 |
|
1633 |
5- эвдесмол |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
0,6 |
0,4 |
0,4 |
|
1649 |
5- кадинол |
0,4 |
0,3 |
0,5 |
0,8 |
0,5 |
0,3 |
|
1658 |
а- кадинол |
0,7 |
0,5 |
0,6 |
1,1 |
0,6 |
0,5 |
|
1041 |
салициловый альдегид |
2,8 |
3,5 |
3,8 |
11,2 |
4,0 |
1,3 |
|
958 |
бензальдегид |
0,3 |
0,3 |
0,2 |
0,5 |
0,5 |
0,2 |
|
1193 |
метилсалицилат |
28,2 |
34,1 |
29,4 |
38,6 |
30,0 |
28,5 |
|
1870 |
бензилсалицилат |
0,3 |
0,3 |
0,3 |
0,6 |
0,3 |
0,2 |
|
1385 |
β -(е)-дамасценон |
1,1 |
1,0 |
0,5 |
0,8 |
0,8 |
0,5 |
|
Всего |
54,4 |
62,7 |
54,8 |
81,7 |
57,7 |
52,4 |
|
Выход и количественное содержание основных компонентов эфирного масла зависят не только от фазы развития растения, но и подвержены колебаниям в зависимости от экологических факторов – температуры и осадков. С целью количественной оценки погодных условий в разные годы нами был вычислен гидротермический коэффициент экстремальности (kэкстр) (табл. 2), который представляет собой отноше ние 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
Таблица 2
Зависимость выхода эфирного масла из соцветий F. ulmaria от гидротермического коэффициента экстремальности
|
Год сбора |
Средняя температура с мая по август, °C |
Среднее количество выпавших осадков с мая по август, мм |
Гидротермический коэффициент экстремальности, k экстр. |
Выход эфирного масла в расчете на воздушносухое сырье, % |
|
2009 |
14,75 |
80,0 |
0,18 |
0,28 |
|
2010 |
14,80 |
55,5 |
0,27 |
0,42 |
|
2011 |
15,65 |
62,5 |
0,25 |
0,38 |
|
2012 |
16,28 |
44,5 |
0,37 |
0,54 |
|
2013 |
14,40 |
85,75 |
0,17 |
0,25 |
|
2014 |
14,60 |
96,5 |
0,15 |
0,23 |
Сравнение выхода эфирного масла соцветий F. ulmaria при сборе сырья в одно и то же время в одной и той же популяции в течение шести лет показывает, что с увеличением коэффициента экстремальности выход эфирного масла возрастает (рис. 1).
Рис. 1. Зависимость выхода эфирного масла от коэффициента экстремальности
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. 2).
Рис. 2. Изменение состава эфирного масла соцветий F. ulmaria в зависимости от метеорологических факторов за период эксперимента
Качественный состав основных составляющих эфирного масла F. ulmaria в разные годы вне зависимости от изменения экологических факторов остается постоянным, хотя и изменяется их количественное содержание. По мере усиления экстремальности погодных условий содержание углеводородов и особенно кислородсодержащих соединений возрастает, а содержание сесквитерпенов остается практически на преж- нем уровне.
В то же время в составе эфирного масла имеются соединения (салициловый альдегид, метилсали-цилат), содержание которых подвержено заметным колебаниям в зависимости от изменения метеорологических факторов (рис. 3). Видимо это обусловлено не только влиянием температуры и количеством осадков, но и сложными биохимическими процессами взаимных превращений указанных соединений.
■ салициловый альдегид
■ метилсалицилат
Гидротермический коэффициент экстремальности
Рис. 3. Влияние метеорологических факторов на содержание салицилового альдегида и метилсалицилата
Для территории Красноярского края летний период 2012 года был жарким и сухим, в это время содержание кислородсодержащих соединений в эфирном масле составило 81 %. Скорее всего эти изменения носят приспособительный характер к условиям недостатка влаги за счет усиления биологической активности эфирного масла. В данный период отмечено высокое содержание салицилового альдегида и метилсалици-лата, компонентов, обладающих противовоспалительной активностью.
Заключение . Таким образом, по мере роста экстремальности погодных условий происходит увеличение выхода эфирного масла, выделенного из соцветий F. ulmaria. Недостаток влаги в летний период способствует окислительным процессам, о чем свидетельствует увеличение содержания в эфирном масле кислородсодержащих соединений. С недостатком влаги авторы склонны связать увеличение содержания в масле хамазулена.
Список литературы Влияние метеорологических факторов на состав эфирного масла соцветий лабазника вязолистного (Filipendula ulmaria (L.) Maxim), произрастающего в Сибирском регионе
- Зыкова И.Д., Ефремов А.А. Компонентный состав эфирного масла стеблей, листьев и соцветий Filipendula Ulmaria (L.) Maxim II Химия растительного сырья. -2011. -№ 4. -С. 99-102.
- Зыкова И.Д., Ефремов А.А. Состав эфирного масла надземной части Filipendula Ulmaria (Rosaceae) в разных фазах развития растения//Растительные ресурсы. -2012. -№ 3. -С. 368-374.
- Фотосинтез и продукционный процесс. -М.: Наука, 1948. -420 с.
- Савчук Л.П. Эфирномасличные культуры и климат. -Л.: Гидрометеоиздат, 1977. -102 с.
- Королюк Е.А., Покровский Л.М., Ткачев А.В. Химический состав эфирного масла представителей рода Gallatella Cass. (Asteraceae Dumont) из Западной Сибири//Химия растительного сырья. -2002. -№ 1. -С. 5-18.
- Королюк Е.А., Ткачев А.В. Эфирное масло из двух видов Schizonepeta, произрастающих в Горном Алтае//Химия растительного сырья. -2002. -№ 1. -С. 53-56.
- Белоусова Н.И., Хан В.А., Ткачев А.В. Химический состав эфирного масла багульников//Химия растительного сырья. -1999. -№ 3. -С. 5-38.
- Филлипова Г.В. Роль экологических факторов в накоплении биологически активных веществ растениями Якутии: дис.. канд. биол. наук. -Якутск, 2003. -180 с.
- Гуськова И.Н. Губоцветные Горного Алтая как источник получения эфирных масел. -Томск, 1970. -22 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.
