CC BY
22Ученые записки Таврического национального университета им. В. И. Вернадского Серия «Биология, химия». Том 24 (63). 2011. № 4. С. 325-331.
УДК 581.135.5
БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ КУВШИНКИ БЕЛОЙ (NYMPHAEA ALBA L.) В УСЛОВИЯХ ИНТРОДУКЦИИ В ПРЕДГОРНОМ
КРЫМУ
Халявина С.В.1, Глумова Н.В.2
1Таврический национальный университет им. В.И. Вернадского, Симферополь, Украина
2Институт эфиромасличных и лекарственных растений, Симферополь, Украина
E-mail: se.wa@mail.ru
Выявлены некоторые биохимические особенности кувшинки белой (Nymphaea alba L.), в условиях интродукции в Предгорном Крыму, касающиеся накопления соединений, обуславливающих ее аромат. Приведены данные о содержании и составе экстрактового масла, выделенного из цветков. Ключевые слова: Nymphaea alba L, интродукция, цветки, ароматические соединения, экстрактовое масло, компонентный состав.
ВВЕДЕНИЕ
Ботанический сад Таврического национального университета (БС ТНУ) им. В.И. Вернадского был образован в 2004 году - это один из самых молодых ботанических садов в Украине. За время его существования созданы и принимают посетителей шесть экспозиций, каждая из которых уникальна по проектированию и подбору растительного сортимента [1], и каждая имеет свой неповторимый аромат во время цветения основных культур. Иридарий, розарий, сирингарий, экспозиция цветочно-декоративных многолетников дарят посетителям чарующий цветочный аромат, связанный в сознании людей с памятью о времени, проведенном в ботаническом саду.
В коллекции водных и прибрежно-водных растений БС ТНУ, формирование которой было начато в 2009 году, также собраны виды растений, традиционно используемые в качестве эфиромасличных. В первую очередь - это аир болотный (Acorus calamus L.), эфирное масло которого получают из свежих и сухих корневищ способом отгонки с водяным паром (дистилляции). Способом дистилляции также получают эфирное масло из цветущих растений лабазника вязолистного (Filipendula ulmaria (L.) Maxim.) и мяты водной (Mentha aquatica L.) [2]. Некоторые, представленные на экспозиции виды и сорта кувшинок, имеют тонкий, изысканный аромат и ШнеСЮ быть интересны в плане изучения ароматических соединений, его обуславливающих.
Украинские кувшинковые (Nymphaeaceae Salib.) представлены родами кубышка (Nuphar Smith.) и кувшинка (Nymphaea L.), тремя видами - кубышка желтая (Nuphar lutea (L.) Smith.), кувшинка снежно-белая (Nymphaea candida J.Presl) и кувшинка
белая (Nymphaea alba L.) [3].
Род кувшинка является самым большим среди родов семейства, насчитывающим 60 - 80 видов, 90 сортов и гибридов [4].
Кувшинки делят на две эколого-географические группы: европейско-азиатские - произрастающие в умеренном климатическом поясе и африканские (тропические). К группе европейско-азиатских кувшинок относят кувшинку белую [5], которая в пределах своего ареала имеет три разновидности и шесть форм [3]. Кувшинка белая встречается в озерах Горного Крыма [6].
На мировом рынке косметической продукции в последнее время появился ряд изделий, относящихся к классу гигиенической косметики, которые содержат в своем составе масло кувшинки.
В литературе имеются сведения о способе выделения и количественном содержании абсолюта кувшинки лотус (Nymphaea lotus L.), приводятся результаты исследований его компонентного состава [7]. Вместе с тем, имеющаяся информация не может считаться полной, так как отсутствуют данные об основных компонентах, которые обуславливают аромат цветка.
Проведение исследований имело целью выявление особенностей накопления соединений, обуславливающих аромат цветков кувшинки белой, определение их количественного содержания и компонентного состава. Практической задачей исследований являлось выявление возможности и целесообразности использования кувшинки белой для расширения ассортимента отечественной эфиромасличной продукции.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
В качестве объекта исследования были взяты растения кувшинки белой (N. alba L.), представленной в коллекции водных и прибрежно-водных растений БС ТНУ им. В.И. Вернадского. Посадочный материал поступил в 2009 году из Ботанического сада им. А.В. Фомина Киевского национального университета им. Тараса Шевченко.
Исследования проводили в июне - августе 2011 года - в период массового цветения кувшинок; использовали цветки и их цветоносы во второй день цветения, срезанные в полуденные часы во время полного раскрытия цветков
Выделение экстракционного эфирного масла из растительного материала проводили на базе лаборатории биохимии Института эфиромасличных и лекарственных растений НААН Украины. Для выделения использовали способ экстракции углеводородным растворителем марки П163/75 («нефрас пищевой»), который широко используется в эфиромасличной промышленности для получения экстрактовых эфирных масел и в масложировой промышленности для получения растительных масел. Экстракцию проводили методом трехкратного настаивания с периодическим встряхиванием через каждые 5 мин при температуре 4 оС для исключения условий протекания побочных гидролитических процессов, отрицательно влияющих на органолептические показатели продукции. Общая продолжительность процесса экстракции составляла 45 мин. Объединенную углеводородную мисцеллу сушили с помощью обезвоживающих агентов, принятых
в эфиромасличной промышленности (безводный сульфат натрия). Растворитель удаляли способом вакуум-дистилляции при остаточном давлении 5,0 - 6,0 кПа и температуре 25 оС. Полученный экстракт-конкрет сушили при температуре 35 оС до постоянного веса, количественное его определение проводили гравиметрическим методом [8].
Для исследования компонентного состава полученные экстракты-конкреты перерастворяли в гексане («чда») и анализировали методом хроматомасс -спектрометрии на приборе HP Agilent 6890 & MSD 5893 (USA) в режиме программирования температуры от 70 оС до 200 оС со скоростью 3 оС в минуту. Колонки капиллярные кварцевые, НЖФ - Carbowax 20 M и SE - 30, газ носитель -гелий. Общее время анализа - 45 минут.
Идентификацию летучих ароматических соединений осуществляли по временам удерживания и в сравнении со справочной, информационной базой данных прибора HP Agilent 6890 & MSD 5893 (USA).
Обработку результатов исследований проводили на ПК с помощью стандартных программ EXEL 7.0 и др.
РЕЗУЛЬТАТЫ И обсуждение
Экстрактовое эфирное масло из цветков кувшинки (экстракт-конкрет) представляет оранжево-желтую мазеобразную массу с тонким, приятным запахом в котором четко прослеживаются сладкие ноты с медовым оттенком. Выход экстракта составил 0,107% к массе свежих цветков.
Результаты определения компонентного состава летучих ароматических соединений кувшинки представлены на рисунке и в таблице. Хроматографический профиль экстракта цветков кувшинки белой представлен на рис. 1.
Afcundarce
TIC: KLK/EHJFLCW/D 13.-1© 17 "18 2D.Cß 24.30 з30! 2 2 3 8 31 3i : 1 Э 36 37 3E -0 40.7Э
5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 ЗО.ОО З&ОО
Рис.1. Хроматографический профиль экстракта из цветков кувшинки белой.
Идентификация компонентов экстрактового масла, в том числе и летучих ароматических соединений, выделенных из цветков кувшинки, представлена в Таблице 1.
Таблица 1.
Идентификация компонентов экстрактового масла, выделенного из цветков
кувшинки белой
Порядковый номер Времена удерживания, мин Количественное содержание, % на хроматографируемую Идентификация компонента
часть
1 4.10 0.18 гексанол-3
2 4.17 0.217 гексанол-2
3 5.16 0.202 3-метилциклопентанол
4 5.74 0.109 гексанол
5 6.32 0.185 циклогексанол
6 7.66 0.244 а-пинен
7 8.93 0.683 сабинен
8 9.11 0.132 Р-пинен
9 9.41 0.401 мирцен
10 10.78 0.127 2-этилгексанол
11 10.84 0.104 лимонен
12 11.39 0.151 цис-оцимен
13 12.31 0.205 транс-линалоолоксид
14 13.32 0.814 ундекан
15 13.46 2.281 линалоол
16 15.96 0.155 эпоксилин
17 17.63 8.418 альдегид сирени Б
18 17.92 0.234 нерол
19 18.64 2.966 линалилацетат
20 18.90 0.165 анисовый альдегид
21 19.26 0.115 деканол
22 19.91 3.458 анисовый спирт
23 20.02 0.997 тридекан
24 21.14 0.207 8-оксилиналоол
25 21.58 0.166 1 -оксилиналоол
26 22.29 0.144 тетрадекан
27 23.35 0.447 Р-фарнезен
28 23.98 0.136 транс-7-пентадецен
29 24.34 6.513 пентадекан
30 25.57 0.239 2-окси-4-изопропил-2,4,6-циклопентатриен- 1-он
Продолжение таблицы 1
31 25.89 0.173 гексадекан
32 26.72 0.127 3 -оксо-а-ионон
33 27.03 1.538 6, 9 -гептадекадиен
34 27.22 5.532 транс-8-гептадецен
35 27.28 0.296 цис-8-гептадецен
36 27.52 3.812 гептадекан
37 28.85 0.199 октадекан
38 29.14 0.996 гексадеканаль
39 29.77 0.081 нонадекадиен
40 29.88 0.519 транс-5-нонадецен
41 29.97 0.140 цис- 1-нонадецен
42 30.05 0.278 транс- 1-нонадецен
43 30.28 4.523 нонадекан
44 31.39 0.350 9,12-октадекадиеналь
45 31.77 0.423 октадеканаль
46 32.23 0.403 хенейкозадиен
47 32.52 0.295 1-хенейкозен
48 32.83 9.576 хенейкозан
49 32.90 0.402 фитол
50 33.84 1.061 докозан
51 34.16 0.202
52 35.09 10.948 трикозан
53 36.00 0.802 тетракозан
54 36.31 0.115 пентакозадиен
55 37.10 4.698 пентакозан
56 37.98 0.579 гексакозан
57 38.32 0.232 гептакозадиен
58 39.02 4.522 гептакозан
59 39.55 0.177
60 40.11 7.402 сквален
61 40.22 0.152
62 40.78 2.345 нонакозан
63 40.93 0.133
64 41.04 0.220
В составе экстракта из цветков кувшинки (экстрактовое масло) обнаружено 64 компонента, из них идентифицировано 59 компонентов. Значительную его часть составляют насыщенные алифатические углеводороды с числом углеродных атомов до 29 (их доля составляет 51,706 %), которые входят в состав растительных восков. Высокое содержание этих соединений является одной из особенностей кувшинки, как водного растения.
Содержание ненасыщенных углеводородов с числом углеродных атомов до 27
составляет 9,565%.
В составе терпеновых соединений обнаружены моно- сескви- и тритерпеновые соединения.
В составе монотерпеновых соединений - терпеновые углеводороды (а- и ß-пинены, мирцен, сабинен, лимонен, цис-оцимен), спирты и их оксиды (линалоол, оксилиналоол, эпоксилиналоол, нерол), альдегиды (альдегид сирени D, анисовый), кетоны (3-оксо - а-ионон), сложные эфиры (линалилацетат, нерилацетат). Сесквитерпеновые соединения представлены ß- фарнезеном, его содержание в экстракте из цветков составляет 0,447%.
Общее содержание летучих ароматических соединений, обуславливающих аромат цветков кувшинки составляет 20,533%. Среди них наибольшее содержание отмечено для сиреневого альдегида (8,418%), анисового спирта (3,458%) линалоола (2,281%), линалилацетата (2,966%).
Тритерпеновые соединения представлены скваленом, его содержание составляет 7,402%. Высокое содержание сквалена в экстракте может быть отнесено к интересным биохимическим особенностям цветков кувшинки. В литературе отсутствуют данные о его идентификации в составе абсолюта кувшинки. Выявленная особенность представляет значительный интерес для производителей косметической продукции, так как биологическая активность сквалена очень высока и известна, а природных растительных источников сквалена известно очень мало. Одним из них является амарантовое масло, полученное экстракционным способом из семян амаранта. Содержание сквалена в нем зависит от вида и качества сырья, технологических режимов получения масла и составляет порядка 8% [9].
Экстрактовое эфирное масло из цветоносов кувшинки представляет бледно-желтую мазеобразную массу со слабо выраженным запахом, в котором преобладают оттенки свежести. Его выход составил 0,066 % к массе свежего растительного материала, среди компонентов экстракта преобладают насыщенные углеводороды, входящие в состав растительных восков. Летучие ароматические соединения представлены в основном монотерпеновыми углеводородами, доля кислородсодержащих летучих ароматических соединений незначительна, они не представляют интереса как ароматические соединения для косметической и тем более парфюмерной промышленности.
ВЫВОДЫ
1. Выявлены некоторые биохимические особенности кувшинки белой (N. alba L.) в условиях интродукции в Предгорном Крыму, касающиеся накопления соединений, обуславливающих ее аромат.
2. Определено содержание и компонентный состав экстрактового масла, выделенного из цветков кувшинки белой. В составе экстрактового масла обнаружено высокое содержание насыщенных углеводородов, летучих ароматических соединений терпеновой природы и соединений, обладающих высокой биологической активностью.
3. Экстрактовое масло кувшинки может представлять практический интерес для производителей косметической продукции.
Список литературы
1. Репецкая А.И. Образовательная, просветительская и воспитательная функция университетских ботанических садов. / А.И. Репецкая // Учебная и воспитательная роль ботанических садов и дендропарков Материалы международной научной конференции. - Симферополь: Таврический национальный университет, 2009. - С. 65-68
2. Дудченко Л. Ароматы здоровья. / Дудченко Л. - К.: «Глобус», 1997. - 150 с.
3. Макрофиты - индикаторы изменений природной среды. / [Д.В Дубына, С. Гейни, З. Глоудова и др.]. - К.: Наукова думка, 1993. - 434 с.
4. Мазур Т.П. Водойма у саду. / Мазур Т.П. // Кшти Украши, - К.:2000. - 53 с.
5. Баданова К.А. Опыт культуры нимфейных в Сочи. / К.А. Баданова // Сб.трудов по зеленому строительству. Вып. 2.: - М., Лесная промышленность, 1964 - C. 205-220.
6. Голубев В.Н. Биологическая флора Крыма. / Голубев В.Н. - Ялта, ГНБС, 1996. - 88 с.
7. Каталог эфирных масел [Електронний ресурс] / — Режим доступа http:/ forum.aromarti.ru/archive/index.php/t-305.html.
8. Инструкция по технохимическому контролю производства экстракционных эфирных масел. ИК 64-4-107-90. - Симферополь, 1990. - 35 с.
9. Амарантовое масло «Сквален» [Електронний ресурс] / — Режим доступа http://sibhealth-by. com/node/202
Халявша С.В. Бшх1м1чш особливост1 латаття бшого (Nymphaea alba L.) в умовах штродукцй у Передгорному Криму / С.В.Халявша, Н.В.Глумова // Вчеш записки Тавршського нацюнального ушверситету îm. В.1. Вернадського. Серiя „Бюлопя, хiмiя". - 2011. - Т. 24 (63), № 4. - С. 325-331. Виявлеш деяю 6ioxiMi4Hi особливосп кыток латаття бшого (Nymphaea alba L.), в умовах штродукцй в Передгорному Криму, що стосуються накопичення сполук, яю обумовлюють ïx аромат. Наведено даш про вмют i склад екстрактовоï олп у квiткаx.
Kmnoei слова Nymphaea alba L., штродукщя, квiтки, ароматичш речовини, екстрактова олiя, компонентний склад.
KHalyavina S.V. Biochemical features of the white water lily (Nymphaea alba L.) in the introduction in the foothills of Crimea / S.V. KHalyavina., N.V. Glumova // Scientific Notes of Taurida V.I. Vernadsky National University. - Series: Biology, chemistry. - 2011. - Vol. 24 (63), No 4. - P. 325-331. Some biochemical features, touching accumulations of aromatics of white water-lily (Nymphaea alba L.) in the conditions of introduction in Foothills of Crimea are exposed. There is information about maintenance and composition of the extract oil abstracted from flowers.
Keywords: Nymphaea alba L, introduction, flowers, aromatics , extract oil, component composition.
Поступила в редакцию 28.11.2011 г.
