CC BY
62
ЛЕКАРСТВЕННЫЕ РАСТЕНИЯ
© ЗЫКОВА И.Д., ЕФРЕМОВ А.А. - 2014 УДК 615.322:547.913
АНТИМИКРОБНАЯ АКТИВНОСТЬ И КОМПОНЕНТНЫЙ СОСТАВ ЭФИРНОГО МАСЛА ВИСЛОПЛОДНИКОВ PASTINACA SILVESTRIS MILL. СИБИРСКОГО РЕГИОНА
Ирина Дементьевна Зыкова, Александр Алексеевич Ефремов (Сибирский федеральный университет, Красноярск, ректор - акад. РАН, д.б.н. Е.А. Ваганов, кафедра химии, зав.- д.х.н., проф. А.Г. Аншиц)
Резюме. Изучен компонентный состав эфирного масла вислоплодников пастернака дикого (Pastinaca silvestris), полученного гидропародистилляцией. Исследована антимикробная активность различных фракций эфирного масла Pastinaca silvestris в отношении грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов, определена минимальная подавляющая концентрация. Установлено, что антимикробная активность уменьшается с увеличением времени отгонки эфирного масла.
Ключевые слова: Pastinaca silvestris, антимикробная активность, фракции масла, компонентный состав, минимальная подавляющая концентрация.
ANTIMICROBIAL ACTIVITY AND COMPONENT COMPOSITION OF ESSENTIAL OIL FROM SEEDS OF PASTINACA SILVESTRIS MILL. OF SIBERIAN REGION
I.D. Zykova, А.А. Efremov (Siberian Federal University, Krasnoyarsk, Russia)
Summary. Component composition of essential oil from seeds of Pastinaca silvestris, obtained by hydrovapordistillation method, was studied. Antimicrobial activity of different fractions of essential oil to the Gram-positive and Gram-negative microorganisms was investigated. The minimum inhibitory concentration was determined. It was found that the antimicrobial activity decreases with increasing time of distillation of essential oil.
Key words: Pastinaca silvestris, antimicrobial activity, fractions of oil, the component structure, minimum inhibitory concentration.
В настоящее время большое число микроорганизмов, прежде всего внутрибольничные штаммы, представляет собой угрозу для жизни и здоровья людей, в связи с широким распространением мультирезистентности и, как следствие, трудностей подбора адекватной химиотерапии. В связи с этим ведется поиск новых препаратов, обладающих, с одной стороны, противомикробной активностью с отличным от привычных антибиотиков механизмом, и с другой - лишенных побочных эффектов.
Экспериментально доказано, что антимикробное действие эфирных масел распространяется практически на все группы микроорганизмов. Отмечено, что на кокковидные микроорганизмы эфирные масла влияют активнее, чем на палочковидные бактерии. Наибольшей резистентностью к биологически активным веществам растительного происхождения обладают вульгарный протей, синегнойная палочка, клебсиеллы [1,3].
Учитывая тот факт, что ресурсный потенциал эфиромас-личных растений в Сибири достаточно велик, представляло интерес исследовать эфирное масло из вислоплодников пастернака лесного (дикого), запасы которого позволяют осуществлять массовые заготовки данного растения.
Пастернак лесной (Pastinaca silvestris Mill.) - травянистое двулетнее растение семейства Зонтичные (Apiaceae). В доступной литературе отсутствуют сведения об изучении антимикробной активности эфирного масла и его компонентного состава. Ранее авторами был исследован компонентный состав эфирного масла корней данного растения [2].
Цель работы: определение компонентного состава и установление антимикробной активности эфирного масла в целом и его отдельных фракций, полученных из вислоплодников P. silvestris, произрастающего в сибирском регионе.
Материалы и методы
Вислоплодники P.silvestris были собраны в местах естественного произрастания растения в окрестностях города Красноярска в августе 2012 года.
Эфирное масло получали методом исчерпывающей ги-дропародистилляции. Проба воздушно-сухого сырья со-
ставляла 1200 г. Продолжительность процесса гидропароди-стилляции была установлена экспериментально на основании изучения динамики изменения выхода эфирного масла во времени и составила 44 ч.
В процессе перегонки масло фракционировали в зависимости от времени его выделения. Компонентный состав определяли методом хромато-масс-спектрометрии на газовом хроматографе Agilent Technologies 7890 A c квадру-польным масс-спектрометром Agilent Technologies 5975 C в качестве детектора. Содержание компонентов оценивали по площадям пиков, а идентификацию компонентов производили на основе сравнения времен удерживания и полных масс-спектров с соответствующими данными компонентов эталонных масел и индивидуальных соединений, если они имелись. Для идентификации также использовали данные библиотеки масс-спектров Wiley 275 (275 тысяч масс-спектров) [6] и атласа масс-спектров и линейных индексов удерживания [5]. Идентификацию считали окончательной в случае полного совпадения масс-спектров и линейных индексов удерживания.
Для измерения показателя преломления использовали рефрактометр Mettler Toledo RE 40D Refractometer.
Антимикробную активность определяли методом серийных разведений в 0,5 мл питательного бульона [4]. В качестве тест-штаммов использовали стандартные типовые культуры микроорганизмов: Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae, Staphylococcus aureus 209р, MRSA (мети-циллин резистентный Staphylococcus aureus), Proteus vulgaris, предоставленные Красноярской краевой клинической микробиологической лабораторией.
Чистую культуру выращивали на скошенном питательном агаре, в течение 24 ч при 37оС. Из смыва выращенной культуры 0,85%-ым раствором хлорида натрия готовили взвесь густотой 109 мкл/мл по оптическому стандарту мутности ОСО 42-28-29-85. После определения «рабочей дозы» тест-культуры, титровали эфирное масло путем двукратных разведений в объеме 0,5 мл мясо-пептонного бульона, затем во все пробирки вносили по 0,5 мл «рабочей дозы» тест-культуры. Пробирки с эфирным маслом и тест-культурой ставили на три часа на экспозицию при 37оС, после чего вносили инди-
катор метиленовыи синии с глюкозой и мясо-пептонным агаром, содержимое пробирок вновь смешивали и инкубировали в течение часа при температуре 37оС. Результат учитывали по цвету питательной среды. В том случае, если индикатор обесцвечивался, считалось, что подавления роста тест-культуры нет, если цвет не менялся, то это свидетельствовало о блокировке дыхательных ферментов бактериальных клеток тест-культур и их гибели.
Анализ компонентов, содержащихся в полученных фракциях, подтверждает изменение состава масла в процессе его
Таблица 2
Антимикробная активность различных фракций эфирного масла вислоплодников Р 5г'/уе5^гг'5 (МПК, мкг/мл)
Эфирное масло Штаммы микроорганизмов
Staphylococcus .aureus MRSA Staphylococcus .aureus 209p Klebsiella pneumoniae Proteus vulgaris Escherichia coli Pseudomonas аeruginosa
Фурацилин - - - - 7,80-15,60* -
Сангвиритрин - - - - 62,50-125,00* -
Цельное масло 1,32±0,12 2,65±0,20 5,31±1,80 10,62±2,00 5,31±1,80 1,32±0,14
Фракция 1 1,32±0,14 1,32±0,12 5,31±1,60 5,31±1,80 5,31±1,80 0,66±0,12
Фракция 2 2,65±0,18 2,65±0,20 10,62±2,00 21,25±4,20 10,62±2,00 1,32±0,12
Фракция 3 5,31±0,40 5,31±1,80 10,62±2,00 42,50±2,80 21,25±4,20 2,65±0,20
Фракция 4 5,31±0,40 10,62±2,00 10,62±2,00 85,00±2,00 42,50±2,80 5,31±0,40
Фракция 5 10,62±2,00 21,25±4,20 21,25±4,20 85,00±4,00 85,00±4,00 10,62±2,00
Фракция 6 21,25±4,20 42,50±2,80 42,50±2,8 85,00±4,00 85,00±4,00 21,25±4,20
Примечание: *- литературные данные; прочерк означает отсутствие данных.
Результаты и обсуждение
В результате эксперимента установлено, что эфирное масло из вислоплодников пастернака дикого количественно надо отгонять в течение 44 часов.
Согласно данным хромато-масс-спектрометрического анализа, в состав полученного эфирного масла входит не менее 30 компонентов, которые легко идентифицируются по линейным индексам удерживания и масс-спектрам отдельных компонентов (табл. 1). Состав масла представлен в основном кислородсодержащими соединениями - эфирами, спиртами и альдегидами.
Единственным представителем ациклических монотерпенов в составе масла является р-мирцен. Основные компоненты масла - н-октилбутаноат (32,0%), октилацетат (27,0%) и Ъ - азарон (14,1%).
выделения. Отмечено уменьшение содержания н-октанола (от 3,0% в 1-ой фракции до 0,2% - в 6-ой), н-гексилбутаноата, октилацетата и увеличение количества н-гексилбутаноата и азаронов (Ъ- и Е-). Кето-производные элемена (эпи-шиобунон, шиобунон, изо-шиобунон), а-калакорен, 3-октен-1-ол-ацетат, у-азарон и прейсокаламендиол появляются в составе эфирного масла после 40 часов от начала его выделения. Максимальное количество октилацетата (51,1%) сосредоточено в 1-ой фракции эфирного масла.
При определении антимикробной активности эфирного масла из вислоплодников Р. зИуезМз установлено, что масло как в целом, так и его отдельные фракции, обладают антимикробной активностью в отношении всех взятых в опыт микроорганизмов (табл. 2). Причем следует отметить, что изученное эфирное масло проявило антибактериальный эффект, сопоставимый с действием фурацелина и сангвири-трина (стандартные антибиотики). Предельная концентрация препарата фурацелина
Компонентный состав э(
Таблица 1
жрного масла вислоплодников P silvestris
Линейный индекс удерживания Компонент Содержание, % от цельного масла
Цельное масло Фр. 1 Фр. 2 Фр. 3 Фр. 4 Фр. 5 Фр. 6
991 ;й-мирцен 0,2 0,4 0,3 0,2 - - -
1003 октаналь 0,1 0,6 0,3 0,2 - - -
1032 бензиловый спирт 0,1 0,6 0,8 0,7 0,7 0,6 0,6
1037 цис-|3-оцимен 0,3 1,6 0,4 0,2 - - -
1047 транс-|3-оцимен 0,2 1,1 0,2 - - - -
1072 н-октанол 1,0 3,0 1,7 0,8 0,3 - 0,2
1193 н-гексилбутаноат 5,2 7,6 7,0 6,3 5,4 4,4 2,8
1200 (2)-окт-2-ен-1-ол ацетат 2,0 4,7 3,2 2,5 2,0 1,3 0,5
1206 деканаль 0,8 - 0,4 0,3 - - -
1220 октилацетат 27,0 51,0 48,4 41,0 36,2 27,0 18,6
1285 борнилацетат 1,0 0,3 0,2 0,2 0,4 0,5 0,9
1378 (2)-окт-2-ен-1-ол бутаноат 1,4 1,2 1,4 1,6 1,2 1,6 1,3
1393 н-октилбутаноат 32,0 18,0 27,6 35,6 39,7 43,7 36,5
1411 н-децилацетат 0,4 - 0,3 0,4 0,5 0,5 0,4
1418 кариофиллен 0,4 0,7 0,6 0,6 0,4 0,3 -
1441 2-фенилэтил бутаноат 0,4 0,4 0,4 0,2 0,4 0,4 0,2
1458 (Е)-^-фарнезен 1,4 1,0 1,3 1,6 1,7 1,5 0,9
1493 эяи-шиобунон 0,3 - - - - - 0.3
1514 шиобунон 0,3 - - - - - 0.3
1524 ;й-сескви-фелландрен 0,2 - - - - - 0.2
1530 изо-шиобунон 0,5 - - - - 0,4 0.8
1543 а-калакорен 0,3 - - - - - 0,3
1572 не идентифицировано 0,2 - - - - 0,2 0.2
1576 у-азарон 0,4 - - - - 0,3 0.7
1583 н-октанол гексаноат 4,2 1,0 1,3 2,3 3,2 5,2 7.2
1606 прейсокаламендиол 0,2 - - - - - 0.3
1618 а-терпинеол пентаноат 0,5 - - - 0,3 0,3 0.6
1625 Z-азарон 14,1 3,0 2,6 3,6 5,3 8,2 18.2
1684 Е-азарон 2,0 0,5 0,5 0,8 1,2 2,0 5.0
1965 ди-н-бутилфталат 0,5 - 0,2 - - 0,2 0.5
2096 метиллинолеат 1,0 - 0,2 0,4 0,6 1,2 2.3
ИТОГО 98.6 97,2 99,3 99,5 99,5 99,8 99,8
Примечание: прочерк означает содержание компонента менее 0,1.
по отношению к Escherichia coli 7,80-15,60 мкг/мл, санг-виритрина - 62,50-125,00 мкг/мл [1].
Анализ данных, представленных в таблице 2, показал, что эффективность воздействия эфирного масла пастернака дикого на условно-патогенные микроорганизмы, зависит от компонентного состава полученных фракций. Наибольшая антимикробная активность по отношению ко всем микроорганизмам отмечена у первых трех фракций эфирного масла, причем первая фракция масла проявляла заметную активность по отношению к Pseudomonas üeruginosa и стафилококкам. Последние фракции масла практически не задерживали рост Escherichia coli и Proteus vulgaris (грамотрицатель-ных бактерий). Возможной мишенью для антимикробного действия данного эфирного масла, полученного из вислоплодников P. silvestris, является бактериальная клеточная стенка, которая, как известно, принципиально отличается по строению у грампо-ложительных и грамотри-цательных бактерий [7].
Клеточная стенка грамотрицательных бактерий содержит на поверхности мощный липидный слой, взаимодействуя с которым эфирные масла утрачивают свою антимикробную активность. Какие именно компоненты взаимодействуют с липидным слоем клеточной стенки - тема отдельного исследования.
Таким образом, в результате выполненной работы установлены компонентный состав и наличие антимикробной активности как цельного эфирного масла вислоплодников P. silvestris, произрастающего в Сибирском регионе, так и отдельных фракций, полученных в процессе его выделения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Дмитрук С.И. Противовоспалительные свойства, антибактериальная и антифунгальная активности экстракта из надземной части Prunella vulgaris L. // Раститительные ресурсы. - 2001. - №4. - С.92-97.
2. Ефремов А.А., Зыкова И.Д., Нарчуганов А.Н. Компонентный состав эфирного масла корней пастернака лесного по данным хромато-масс-спектрометрии // Сибирский медицинский журнал (Иркутск). - 2013. - №4. -С.102-104.
3. Макарчук Н.М., Лещинская Я.С., Акимов Ю.А. Фитонциды в медицине. - Киев,1990. - 216 c.
4. Поздеев О.К. Медицинская микробиология. - М., 2008. - 768 c.
5. Ткачев А.В. Исследование летучих веществ растений. -Новосибирск, 2008. - 969 c.
6. McLafferty F.W. The Wiley. / NBS Registry of Mass Spectral Data; Wiley. - London, 1989.
7. Kotan R., Mavi A., et al. Determination of the chemical composition and antioxidant activity of the essential oil of Artemisia dracunculus and of the antifungal and antibacterial activities of Turkish Artemisia absinthium, A. dracunculus, Artemisia santonicum, and Artemisia spicigera essential oils // Journal Agric Food Chem. - 2005. - Vol. 53. - P.9452-9458.
REFERENCES
1. Dmitruk S.I. Аnti-inflammatory properties, antibacterial and antifungal activity of the extract of the aerial parts of Prunella vulgaris L. // Rastitelnye resursy. - 2001. - №4. -P.92-97. (in Russian)
2. Efremov A.A., Zykova I.D., Narchuganov A.N. Chemical composition of essential oil from roots of Pastinaca silvestris according to gas chromatography-mass spectrometry // Sibbirskij Medicinskij Zurnal (Irkutsk). - 2013. - №4. - P.102-104. (in Russian)
3. Makarchuk N.M., Leschinskaya Y.S., Akimov Y.A. Volatile in medicine. - Kyiv, 1990. - 216 p. (in Russian)
4. Pozdeev O.K. Medical Microbiology. - Moscow, 2008. -768 p. (in Russian)
5. Tkachev A.V. Study plant volatiles. - Novosibirsk: Nauka, 2008. - 969 p. (in Russian)
6. McLafferty F.W. The Wiley. / NBS Registry of Mass Spectral Data; Wiley. - London, 1989.
7. Kotan R., Mavi A., et al. Determination of the chemical composition and antioxidant activity of the essential oil of Artemisia dracunculus and of the antifungal and antibacterial activities of Turkish Artemisia absinthium, A. dracunculus, Artemisia santonicum, and Artemisia spicigera essential oils // Journal Agric Food Chem. - 2005. - Vol. 53. - P.9452-9458.
Информация об авторах:
Зыкова Ирина Дементьевна - к.т.н., доцент, доцент кафедры, 660074, г. Красноярск, ул. Киренского, д. 26, ИФП СФУУ кафедра химии, тел. (391) 2497559, е-mail: [email protected]; Ефремов Александр Алексеевич - д.х.н., профессор кафедры, заведующий лабораторией.
Information About the Authors:
Zykov Irina Dementyevna - PhD, assistant professor, associate professor, 660074, Krasnoyarsk, Kirenskogo st., 26, Department of Chemistry, Tel. (391) 2497559, e-mail: [email protected]; Alexander Yefremov - PhD, Prof. department, head of the laboratory.
© КОРНОПОЛЬЦЕВА Т.В., БАТОЕВА Е.А., АСЕЕВА Т.А, ДАШИНАМЖИЛОВ Ж.Б. - 2014 УДК: 615:40
К СТАНДАРТИЗАЦИИ НОВОГО СРЕДСТВА РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ «ПАНКАФИТ»
Татьяна Владимировна Корнопольцева, Елена Аполлоновна Батоева, Тамара Анатольевна Асеева, Жаргал Балдуевич Дашинамжилов
(Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН, Улан-Удэ, директор - д.б.н., проф. Л.Л. Убугунов)
Резюме. Экстракт сухой из надземной части панцерины шерстистой (Pаnzerina lanata (L). Sojak) и листьев ка-калии копьевидной (Cacalia hastate L.) получен методом кратной мацерации с учетом оптимальных параметров экстракции и условно назван «Панкафит». В полученном экстракте установлено наличие рутина, кверцетина, изо-рамнетина, кемпферола, кофейной и хлорогеновой кислот, а также стахидрина и холина. Разработаны методики количественного определения флавоноидов в пересчете на рутин-стандарт и экстрактивных веществ. Содержание флавоноидов в экстракте сухом «Панкафит» составило - 6,55%, экстрактивных веществ - 27,2%, соответственно.
Ключевые слова: «Панкафит», флавоноиды, биологически активные вещества, спектрофотометрия.
FOR THE STANDARTIZATION OF THE NEW AGENTS OF HERBAL ORIGIN «PANKAFIT»
T.V. Kornopoltseva, E.A. Botoeva, T.A. Aseeva, G.B. Dachinamgilov (Institute of the General and Experimental Biology SB RAS, Ulan-Ude, Russia)
Summary. The dry extract from the herbal remedy Pаnzerina lanata (L). Sojak and leaves Cacalia hastate L. (Panzerina lanata (L). Sojak) has been obtained by multiple maceration with the optimal parameters extraction and is conventionally called "Pankafit." In the obtained extract the presence of rutin, quercetin, isorhamnetin, kaempferol, coffee and chlorogenic acids and stahidrina and choline has been revealed. The techniques of quantitative determination of flavonoids based on rutin-standard and extractives substance have been developed. The content of flavonoids in the extract dry "Pankafit" amounted to - 6,55%, extractive substances - 27,2%, respectively.
Key words: Pankafit, flavonoid, biologically active substance, spectrophotometry.
