CC BY
126
УДК 581.192 ББК 28.572 И 48
Ильченко Г.Н.
Зав. токсикологической лабораторией ФГБУ «Кристалл», Одтцово, Московская область, e-mail:
Galla2810@yandex.ru
Березкин Н.Г.
Кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры землеустройства факультета аграрных технологий Майкопского государственного технологического университета, Майкоп
Изменение количества и состава эфирного масла по мере роста и развития базилика эвгенольного
(Рецензирована)
Аннотация
Установлена локализация маслосодержащих вместилищ, выяснены особенности изменения содержания и качества эфирного масла в зависимости от роста и развития базилика эвгенольного. По густоте расположения железок на листьях можно достаточно точно судить о процентном содержании эфирного масла в растении. В молодых, активно растущих листьях содержание масла и эвгенола выше, нежели в листьях, закончивших свой рост и развитие.
Ключевые слова: базилик эвгенольный, локализация железок, возрастные изменения содержания .
Ilchenko G.N.
Head of FGBU «Crystal» Toxicological Laboratory, Odintsovo, Moscow Region, e-mail:
Galla2810@yandex.ru
Berezkin N.G.
Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor of Land Management Department, Faculty of Agrarian Technologies, Maikop State University of Technology, Maikop
Change in quantity and composition of essential oil in the process of growth and development of eugenol-containing species of basil
Abstract
Localization of oil-containing receptacles is established. Features of changes in the composition and quality of essential oil depending on growth and development of eugenol-containing species of basil are shown. On the basis of glandule arrangement on leaves it is possible to precisely determine the percentage content of essential oil in a plant. The content of oil and eugenol in young, intensely growing leaves is higher than in leaves that have finished their growth and development.
Keywords: eugenol-containing species of basil, localization of glandules, age changes in the content of essential oil.
Актуальность исследования. В течение жизни эфиромасличных растений происходят значительные изменения количественного и качественного состава эфирного масла. Эти изменения закономерны для каждого вида растений [1]. Различные органы растения вырабатывают присущие им количество и компонентный состав эфирного масла. Содержание эфирного масла в растении в значительной степени зависит так же от тепла, влаги, питания, освещения и многих других экологических факторов. Для каждой культуры может быть установлена динамика и определена фаза максимального накопления содержания эфирного масла и основного компонента в нем. Вопрос о расположении и устройстве вместилищ эфирного масла имеет большое значение для практики [2].
Цель работы: установить локализацию вместилищ масел в органах растений, выяснить особенности изменения содержания и качества эфирного масла в зависимости от роста и развития базилика эвгенольного.
Материалы и методы
Опыты проводились на Вознесенской опытной станции ВНИИМК (19661973 гг.) и на Майкопской опытной станции ВИР (2011-2013 гг.). Материалом для исследований служили позднеспелый сорт базилика эвгенольного Вознесенский-2 (В-2) и Скороспелый-87 (С-87) [3]. Местонахождение, размеры и количество маслосодержащих железок определяли с помощью микроскопа МБС-2, окулярного микрометра и цифрового USB-микроскопа [4].
Для анализа количества и качества эфирного масла растительные пробы отбирали согласно целям опыта, сырье измельчали, отбирали две пробы по 50 г и одну - 10 г для определения влажности. Полученный после отгонки дистиллят обрабатывали серным эфиром трехкратно в присутствии 30 г перекристаллизованной поваренной соли. Эфирные вытяжки в количестве 80-100 г сушили прокаленным сульфатом натрия, эфир отгоняли на водяной бане. Содержание эвгенола определяли рефрактометрическим методом. Качественный состав масла определяли методом газожидкостной хроматографии на приборе «Кристалл 5000.2» с ионной ловушкой Polaris Q, с масс-селективным детектированием (ГХ-МС).
Результаты и обсуждение
Основными вместилищами эфирного масла у базилика эвгенольного являются многоклеточные волоски, возникающие из выростов поверхностных клеток. Эти внешние (экзогенные) железистые волоски с многоклеточной головкой называют железками [1]. Железки у базилика эвгенольного имеют короткую ножку и четырехклеточную, округлую, слегка сплюснутую головку, покрытую кутикулой. Железки мало погружены в широкие углубления листа (отличительный признак - O. gratissimum L.) [2]. Эти основные органы содержания эфирного масла расположены на листьях и соцветиях, на стеблях практически их нет. Подсчет железок проводили на листьях, отобранных в 10 часов утра с растений в момент полного цветения ветвей первого порядка. Срезали лист (без черешка) на ветвях второго порядка под соцветием. Мелкие листья более густо усеяны железками, крупные имеют меньшее их количество (на единицу площади) по сравнению с мелкими листьями (табл. 1).
Таблица 1
Количество железок и содержание эфирного масла в листьях
Сорт Размер листа Длинах ширина листа, см Количество железок, шт./см2 Содержание эфирного , %
на верхней стороне на нижней стороне в свежем сырье в абсолютно сухом
В-2 крупные 12,S х 6,S 96S,6 1537,9 0,541 2,251
средние 9,6 х 4,5 1045,3 1599,6 0,623 2,7SS
мелкие 6,2 х 3,2 1172,S 1725,4 0,767 3,012
C-S7 крупные 10,1 х 5,4 1167,3 176S,S 0,7S0 2,S71
средние 7,3 х 4,0 1257,2 1S55,3 0,S12 3,111
мелкие 5,4 х 2,S 1363,7 1967,9 0,976 3,45S
При сравнении общего количества железок на крупных и мелких листьях (в одинаковой стадии развития листа и одинаковом местоположении на растении) отмечено одинаковое их количество. На крупных листьях железки располагаются реже, на мелких листьях - гуще. На нижней стороне листа железок в 1,5-2,2 раза больше, чем на верхней стороне. Листья имеют железки разного размера: крупные - диаметром до 120 микрон, полностью заполненные эфирным маслом; средние - диаметром 80-100 микрон и мелкие, активно растущие железки. По мере роста листа увеличивается количество железок и их размеры. По краю листа железки располагаются более густо, видимо, здесь происходят ростовые процессы более активно.
Растения позднеспелого сорта В-2 базилика эвгенольного имеют более крупные листья, но количество железок на единицу площади листа у них меньше, чем на листьях скороспелого сорта. У позднеспелых форм меньше и процентное содержание эфирного масла в листьях. Выявлена положительная корреляция между уровнем накопления эфирного масла в растении и количеством железок (г=0,88). По густоте расположения железок на листьях можно с достаточной точностью, для практических целей, судить о процентном содержании эфирного масла в растении.
В рассадный период в молодых листьях содержание эфирного масла незначительное. По мере роста и развития абсолютное количество масла увеличивается и к моменту полного развития листа содержание его достигает своего максимума. В энергично растущих листьях (при оптимальных погодных условиях) процессы накопления эфирного масла по своим масштабам отстают от процессов накопления сухого вещества, и процентное содержание эфирного масла в них ниже, а абсолютное - выше. Подобная картина содержания эфирного масла наблюдается и в целых растениях базилика сорта Скороспелый-87.
С ростом и развитием растения содержание эфирного масла в нем растет до момента, когда отцветает соцветие на центральном стебле, а в его нижних мутовках семена находятся в восковой спелости. В это время соцветия на побегах первого порядка находятся в фазе полного цветения. С уменьшением темпов роста чашечек цветков на соцветиях (они содержат значительное количество железок) процентное содержание эфирного масла постепенно уменьшается. Замедляются процессы роста растения, следовательно, и рост количества железок. Видимо, синтез эфирного масла в растениях базилика эвгенольного зависит от деления клеток и увеличения числа железок.
Содержание эфирного масла в разных органах базилика различно. Основные вместилища масла расположены на листьях и соцветиях. В стеблях его практически нет. При селекции высокоурожайных сортов базилика эвгенольного следует стремиться, чтобы отношение веса листьев и соцветий к весу стеблей у растений было преобладающим (табл. 2).
Таблица 2
Содержание эфирного масла в различных органах базилика эвгенольного
Сорт Органы растения Масса Содержание эфирного масла, %
г % в свежем сырье в абсолютно сухом
Листья 109,4 46 0,8589 2,926
В-2 Соцветия 43,2 18 0,8717 3,081
Стебли 83,3 36 следы -
Всего 235,9 100 0,6288 2,725
Листья 114,5 52 0,8912 3,176
С-87 Соцветия 46,2 21 0,9734 3,2181
Стебли 59,3 27 следы -
Всего 220 100 0,7527 2,988
Более скороспелый сорт базилика эвгенольного С-87, имеющий мелкие листья, но большее их количество, содержит больше эфирного масла. Следует различать процентное и абсолютное содержание эфирного масла. Наибольшее (абсолютное) количество масла содержится в листьях, закончивших свой рост и формирование. Как только рост завершается, процессы образования эфирного масла уступают процессам испарения, и количество масла убывает.
Количество эфирного масла в листьях зависит также от места расположения его на растении. Верхушечные листья основного стебля содержат наибольший процент эфирного масла - 0,8724% (при 70% влажности сырья), листья среднего яруса - несколько меньше - 0,7537%, а листья нижнего яруса - 0,6432% эфирного масла. Эта закономерность наблюдается при анализе листьев одинакового возраста и размера, взятых для анализа с растений, посаженных в разные сроки (с интервалом 10 дней). Верхушечные листья, расположенные ближе к соцветию, имеют на 18-20% больше железок, содержат в полтора раза больше эфирного масла (на абсолютно сухой вес), чем листья, расположенные у основания побега.
Анализы, проведенные методом газожидкостной хроматографии на современном оборудовании, позволили идентифицировать в эфирном масле различное содержание эвгенола и других компонентов в зависимости от роста и развития листьев и их местоположения на растении. В молодых, активно растущих листьях содержание эвгенола выше, нежели в листьях, закончивших свой рост и развитие. Различные органы растения базилика эвгенольного специализированы по синтезу эфирного масла, и каждый орган вырабатывает присущее ему количество.
Содержание эфирного масла в растении изменяется в зависимости от времени суток. Накопление эфирного масла в листьях идет параллельно ассимиляционной деятельности в листьях. С восходом солнца содержание эфирного масла увеличивается до момента, когда температура воздуха и освещенность превышают порог комфортности для роста базилика, ассимиляция замедляется, снижаются и темпы накопления масла. С понижением температуры и силы света в послеобеденные часы активность ростовых процессов повышается, растет и содержание эфирного масла в листьях (рис. 1).
Содержание эфирного масла в соцветиях зависит от количества чашечек на соцветии, поэтому здесь наблюдается несколько другая закономерность.
В жаркое время суток содержание эфирного масла в чашечках увеличивается медленнее, чем идет потеря масла от испарения. В ночные часы процентное содержание эфирного масла в соцветиях выше (1,907% на сырье 70% влажности), в полуденное время - снижается до 0,998%.
При хранении сырья снижается не только выход масла, но и содержание эвгенола в нем. Анализ сырья, пролежавшего в тени под навесом в течение суток, показал снижение содержания эфирного масла в растении на 20%, также уменьшилось и содержание эвгенола. При хранении растений в течение пяти суток содержание масла уменьшилось на половину, фенолов осталось менее 10%. Хранение свежесрезанных для анализа образцов в плотно закрытом темном полиэтиленовом пакете в течение суток приводит к незначительной потере эфирного масла (в пределах точности измерения). При сушке базилика теряется до 70% эфирного масла. Также выход масла сильно падает после заморозков (в 8-10 раз), а содержание эвгенола в масле опускается до нуля. Поэтому базилик эвгенольный следует убрать до наступления заморозков и переработать сразу же в свежем виде.
Примечания:
1. Лещук Т.Я. Агротехника основных эфиромасличных культур. М.: Сельхозгиз, 1948. 318 с.
2. Ильченко Г.Н., Березкин Н.Г. Ботанические и морфологические особенности эвгенолсодержащих видов базилика (OcmumL.) // Вестник Адыгейского государственного университета.
. - -
ские науки. 2013. Вып. 2 (119). С. 49-57. иИЬ:
http://vestnik.adygnet.ru
3. Березкин Н.Г. Морфобиологические группы в
// -
ные проблемы изучения эфирномасличных
растений и эфирных масел / АН Молдавской ССР. Кишинев, 1970. С. 4-8.
4. Зайцев Г.Н. Математический анализ биологических данных. М.: Наука, 1991. 184 с.
References:
1. Leshchuk T.Ya. Agrotechnology of the main oil-bearing plants. M.: Selkhozgiz, 1948. 318 pp.
2. Ilchenko G.N., Berezkin N.G. Botanical and morphological features of the eugenol-containing species of a basil (OcimumL.) // The Bulletin of the Adyghe State University. Series Natural-Mathematical and Technical Sciences. 2013. Iss. 2 (119). P. 49-57. URL: http://vestnik.adygnet.ru
3. Berezkin N.G. Morphobiological groups in East Indies basil population // Actual problems of the study of oil-bearing plants and essential oils / The Moldavian SSR AS. Kishinev, 1970. P. 4-8.
4. Zaytsev G.N. Mathematical analysis of biological data. M.: Nauka, 1991. 184 pp.
