CC BY
154
БИОХИМИЯ РАСТЕНИЙ
УДК 582.929.4:577.19
БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА NEPETA CATARIA L.
Анфиса Евгеньевна Палий, Иван Николаевич Палий, Наталья Владимировна Марко, Валерий Дмитриевич Работягов
Никитский ботанический сад - Национальный научный центр 298648, Республика Крым, г.Ялта, пгт. Никита onlabor@yandex. ru
Изучен качественный и количественный состав биологически активных веществ водно-этанольного экстракта Nepeta cataría L.
Определен состав летучих соединений водно-этанольного экстракта N. cataría. Основными компонентами экстракта являются непеталактон, цитронеллол и гераниаль. В водно-этанольном экстракте N. cataría определено содержание фенольных соединений. В экстракте идентифицированы гликозиды апигенина и лютеолина, а также гидроксикоричные кислоты - изомеры хлорогеновой кислоты.
Новый образец N. cataría может использоваться в качестве источника биологически активных веществ при создании медицинских препаратов, косметических и пищевых продуктов.
Ключевые слова: Nepeta cataría; водно-этанольный экстракт, эфирное масло; летучие вещества; фенольные соединения.
Введение
Котовник кошачий (Nepeta cataría L.) - многолетнее растение из семейства Lamiaceae. Наземная масса данного вида котовника обладает приятным лимонным ароматом, жгучим вкусом и представляет значительный интерес для пищевой промышленности, парфюмерии и мыловарения.
Различные препараты котовника активно используют в народной медицине как спазмолитическое, ветрогонное, тонизирующее и стимулирующее средство. Кроме того, настои его надземной части применяют для лечения желудочно-кишечных и респираторных заболеваний, застойных явлений желчного пузыря и желчевыводящих путей, приступов истерии и депрессивных состояний [6, 12].
Лечебные свойства котовника обусловлены наличием в его растительном сырье комплекса биологически активных веществ, таких как летучие соединения, фенольные вещества и витамины [5, 8, 14].
Эфирное масло имеет приятный травянисто-цитрусовый запах и проявляет высокую антимикробную активность. Содержание и компонентный состав эфирного масла котовника варьирует в широких пределах, что зависит от экологических и генетических факторов. В составе эфирного масла присутствуют гераниаль, гераниол, камфора, карвакрол, кариофиллен, непеталактон, нерол, цитраль, цитронеллаль, цитронеллол и эвгенол [9, 15]. Фенольные соединения котовника представлены гидроксикоричными кислотами - розмариновой, кофейной, и-кумаровой, ферулловой. А также флавоноидами - флавонами (апигенин, лютеолин) и флавонолами (кверцетин, кемпферол, мирицетин) [2, 7, 8].
В НБС - ННЦ ведутся многолетние работы в области интродукции и селекции котовника, в результате был создан новый сорт Переможец-3, отличающийся высокой урожайностью и выходом эфирного масла [1].
В ходе интродукционной работы в 2010 г. был привлечен новый образец Nepeta cataría, имеющий лимонный аромат и дающий высокую урожайность в условиях степного Крыма.
Целью настоящей работы явилось изучение качественного и количественного состава биологически активных веществ в водно-этанольном экстракте нового перспективного образца котовника кошачьего.
Объекты и методы исследования
Объектом исследования являлась надземная часть Nepeta cataría, собранная в фазе массового цветения.
Эфирное масло извлекали из свежесобранного сырья методом гидродистилляции по Гинзбергу, с дальнейшим перерасчетом на сухую массу. Время отгонки эфирного масла - 1 час.
Содержание летучих веществ определяли в водно-этанольном экстракте (далее экстракте), приготовленном из воздушно-сухого растительного сырья. Сырье высушивали в проветриваемом темном помещении до постоянной массы. Экстракцию проводили 50%-ным этиловым спиртом при соотношении сырья и экстрагента - 1 : 20 настаиванием в течение 10 суток при комнатной температуре.
Компонентный состав летучих веществ определяли с помощью хроматографа Agilent Technology 6890 с масс-спектрометрическим детектором 5973. Колонка HP-1 длиной 30 м; внутренний диаметр - 0,25 мм. Температура термостата программировалась от 50 до 2500С со скоростью 4 С/мин. Температура инжектора -
0 3
250 С. Газ-носитель - гелий, скорость потока 1 см /мин. Перенос от газового хроматографа к масс-спектрометрическому детектору прогревался до 230 0С. Температура источника поддерживалась на уровне 2000С. Электронная ионизация проводилась при 70 eV в ранжировке масс m/z от 29 до 450. Идентификация выполнялась на основе сравнения полученных масс-спектров с данными комбинированной библиотеки NIST05-WILEY2007 (около 500000 масс-спектров).
Компонентный состав фенольных веществ определяли на хроматографе Agilent Technologies (модель 1100), укомплектованном проточным вакуумным дегазатором G1379A, 4-канальным насосом градиента низкого давления G13111A, автоматическим инжектором G1313A, термостатом колонок G13116A, диодноматричным детектором G1316A, флуоресцентным детектором G1315B. Для проведения анализа была использована хроматографическая колонка размером 2,1 мм х 150 мм, заполненная октадецилсилильным сорбентом ZORBAX-SB C-18 зернением 3,5 мкм. Применяли градиентный режим хроматографирования, предусматривающий изменение в элюирующей смеси соотношения компонентов А (0,1%-ная ортофосфорная кислота; 0,3%-ный тетрагидрофуран; 0,018%-ный триэтиламин) и В (метанол). Скорость подачи подвижной фазы составляла 0,25 см /мин; рабочее давление элюента - 240-300 кПа; объем пробы - 2 мкл; время сканирования - 0,5 с; масштаб измерений - 1,0.
Идентификацию фенольных веществ проводили по временам удерживания стандартов и спектральным характеристикам (параметры снятия спектра - каждый пик 190-600 нм; длины волн - 280, 313, 350, 371 нм.
Результаты и обсуждение
В ходе интродукционной работы был получен новый образец Nepeta cataría. Растения выращивали в степной зоне Республики Крым, где они достигают высоты 179-190 см и дают хорошую урожайность до 70 ц/га. Новый образец был выделен органолептическим методом, как имеющий выраженный лимонный аромат. Массовая
доля эфирного масла этого образца составила: 0,11% от сырой массы и 0,51 от абсолютно сухой (21,4% сухих веществ).
В результате исследования компонентного состава и содержания биологически активных веществ в водно-этанольном экстракте котовника кошачьего установлено, что концентрация летучих веществ составила 233 мг на 100 г сухого растительного сырья (табл. 1, рис. 1). Среди летучих соединений идентифицированы 15 комонентов. Для экстракта данного образца наиболее характерны такие летучие соединения, как монотерпеновые спирты, альдегиды, лактоны, а также сесквитерпеноиды. Доминирующими компонентами экстракта являются: непеталактон (34%), цитронеллол (33%) и гераниаль (10%). Также следует отметить значительное содержание гераниола (7,96 %) и кариофилленоксида (6,19 %). Полученные данные согласуются с литературными источниками [3, 4, 8].
Таблица 1
Компонентный состав летучих соединений водно-этанольного экстракта N. cataría
Компонент Массовая доля, %
уксусная кислота 2,70
6-метил-5 -гептен-2 -он 0,70
фенилацетальдегид 1,10
6-метил-3,5-гептадиен-2-он 0,23
фотоцитраль А 0,84
цитронеллаль 1,60
цитронеллол 33,13
гераниол 7,96
гераниаль 10,45
геранилформиат 0,56
непеталактон 33,81
кариофиллен 0,50
кариофилленоксид 6,19
миристиновая кислота 0,35
Рис. 1 Хроматограмма летучих соединений водно-этанольного экстракта N. cataría
Основными компонентами, определяющими качественные показатели эфирного масла из котовника являются нераль и гераниаль и гераниол. В то же время наличие непеталактона в составе обусловливает высокую антимикробную, репеллентную и инсектицидную активность эфирного масла котовника. Известно, что непеталактон может выступать в качестве ферромонов для тлей и защитным средством от прямокрылых насекомых [6, 12]. Характерный запах непеталактона привлекает животных семейства кошачьих [13].
Установлено, что экстракт котовника содержит высокие концентрации фенольных соединений, каротиноидов и аскорбиновой кислоты (табл. 2).
Таблица 2
Содержание биологически активных веществ в экстракте котовника лимонного
Биологически активные вещества Концентрация, мг/100 г
фенольные соединения 2218,0 ± 64,0
аскорбиновая кислота 308,0 ±12,0
каротиноиды 2,8 ± 0,07
Фенольные соединения котовника представлены гидроксикоричными кислотами и флавоноидами. Содержание гидроксикоричных кислот составило 1,4 г/100 г воздушно-сухого растительного сырья, флавоноидов - 0,8 г/100 г.
При изучении компонентного состава фенольных веществ экстракта обнаружено 12 соединений, из которых 8 идентифицировано (табл. 3, рис. 2).
Таблица 3
Компонентный состав фенольних соединений N. cataría
Компонент Время выхода Концентрация, мг/100 г
4- кофеилхинная кислота 19.91 84,94
5- кофеилхинная кислота 20.42 100,58
хлорогеновая кислота 26.09 1113,00
лютеолин-7-дигликозид 28.82 133,81
я-кумароил гликозид 30.62 31,34
я-кмаровая кислота 31.91 55,00
апигенин-7-дигликозид 32.79 499,88
лютеолин-7-гликозид 33.67 43,43
апигенин-7-гликозид 34.42 33,08
акацитин-7-гликозид 35.7 65,33
апигенин 37.54 27,92
Не идентифицирован 38.46 29,31
Преобладающими компонентами являются хлорогеновая кислота и дигликозид флавона апигенина, концентрация которых составляет 50,0 % и 22,5 %, соответственно, от общего содержания фенольных веществ, что согласуется с данными других исследователей [9, 10]. Хлорогеновая кислота обладает сильными антиоксидантными, антивирусными, антибактериальными и антигрибковыми свойствами, проявляет гипогликемическое, гипохолестеринемическое, противораковое и гепатопротекторное действие, пробиотические свойства. Ингибируя окисление липопротеидов низкой плотности, приводящее к повреждению артерий, хлорогеновая кислота помогает предотвратить сердечно-сосудистые заболевания [5, 10]. Наличие в экстракте данного
образца котовника высокого содержания изомеров хлорогеновой кислоты и гликозидов апигенина и лютеолина обусловливает его биологическую ценность.
Флавоны лютеолин и апигенин также проявляют широкий спектр биологической активности. Для них характерно противовоспалительное, спазмолитическое, противоопухолевое, иммунорегулирующее и противоаллергическое действие, высокая антиоксидантная и слабая антибактериальная активность [3, 11].
Рис. 2 Хроматограмма фенольных соединений N. еМагш
Таким образом, надземная часть исследованного образца котовника кошачьего обладает высокой биологической ценностью за счёт содержания монотерпеновых альдегидов (непеталактон, цитронеллол и гераниаль), фенолкарбоновых кислот (главным образом хлорогеновой), аскорбиновой кислоты и каротиноидов и может быть использована для создания пищевой, косметической и лечебно-профилактической продукции, обогащенной биологически активными веществами.
Выводы
Определён качественный и количественный состав биологически активных веществ (фенольных веществ, летучих соединений, витаминов) в водно-этанольном экстракте перспективного образца котовника кошачьего.
Установлено, что в экстракте котовника содержатся основные летучие соединения характерные для эфирного масла - монотерпеноиды: непеталактон, цитронеллол, гераниаль и гераниол и сесквитерпеноид кариофилленоксид. Преобладающими компонентами являются непеталактон (34%), цитронеллол (33%) и гераниаль (10%).
Фенольные вещества экстракта данного образца котовника представлены гидроксикоричными кислотами и флавоноидами. Доминирующими компонентами являются хлорогеновоя кислота (50%) и дигликозид апигенин (22,5 %).
Полученный водно-этанольный экстракт котовника обладает высокой биологической ценностью и приятным мятно-лимонным запахом. Данный экстракт может быть использован в качестве основы для производства пищевой, лечебно-профилактической и парфюмерно-косметической продукции.
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (грант № 145000079).
Список литературы
1. Работягов В.Д., Хлыпенко Л.А., Бакова Н.Н., Машанов В.И. Аннотированный каталог видов и сортов эфиромасличных, пряно-ароматических и пищевых растений коллекции Никитского ботанического сада. - Ялта: Никитский ботанический сад, 2007. - 48 с.
2. Cigremis Y., Ulukanlia Z., Ilcimb A., Akgozc M. In vitro antioxidant activity and phenolic composition of Nepeta cataria L. extracts // International Journal of Agricultural Science and Technology. - 2013. - Vol. 1 №. 4. - P. 74-79.
3. Dirscherl K., Karlstetter M., Ebert S., Kraus D. Luteolin triggers global changes in the microglial transcriptome leading to a unique anti-inflammatory and neuroprotective phenotype // Journal of Neuroinflammation. - 2010. - V. 7. - P. 3.
4. Farah A., Monteiro M., Donangelo C.M. Chlorogenic acids from green coffee extract are highly bioavailable in humans // J Nutr. - 2008. - V. 138 (12.). - P. 2309-2315.
5. Giamperi L., Bucchini A., Cara P., Fraternale D., Ricci D., Genovese S., Curini M., Epifano F. Composition and antioxidant activity of Nepeta foliosa essential oil from Sardinia (Italy) // Chemistry of Natural Compounds. - 2009. - 45. - Р. 554-556.
6. Grognet J. Catnip: Its uses and effects, past and present // Can. Vet. J. - 1990. -31. - Р. 455-456.
7. Lee S.Y., Lee C.Y., Eom S.H., Kim Y.K., Park N.I., Park S.U. Rosmarinic acid production from transformed root cultures of Nepeta cataria L. // Scientific Research and Essays. - 2010. - № 5. - Р. 1122-1126.
8. Modnicki D., Tokar M., Klimek B. Flavonoids and phenolic acids of Nepeta cataria L. var. citriodora (Becker) Balb. (Lamiaceae) // Acta Poloniae Pharmaceutica - Drug Research. - 2007. - Vol. 64. - № 3. - Р. 247-252.
9. Mohammadi Sh., Saharkhiz M.J. Changes in essential oil content and composition of catnip (Nepeta cataria L.) during different developmental stages // Jeobp. - 2011. Vol. 14. - № 4. - P. 396-400.
10. Olthof M.R., Hollman P.C., Katan M.B. Chlorogenic acid and caffeic acid are absorbed in humans // J. Nutr. - 2001. - V. 131 (1.) - P. 66-71.
11. Patel D., Shukla S., Gupta S. Apigenin and cancer chemoprevention: progress, potential and promise (review) // Int. J. Oncol. - 2007. - V. 30(1). - P. 233-245.
12. Tucker A.O., Tucker S.S. Catnip and the catnip response // Econ. Bot. - 1988. -42. - Р. 214-231.
13. Waller G.R., Price G.H., Mitchell E.D. Feline attractant, cis, trans-nepetalactone: Metabolism in the domestic cat // Science. - 1969. - V. 164. - P. 1281-1282.
14. Zomorodian K., Saharkhiz M.J., Shariati S., Pakshi K., Rahimi M.J., Khashei R. Chemical composition and antimicrobial activities of essential oils from Nepeta cataria L. against common causes of oral infections // Journal of Dentistry, Tehran University of Medical Sciences. - 2013. - Vol.10. - № 4. - P. 329-337.
15. Zomorodian K., Saharkhiz M.J., Shariati S., Pakshir K., Rahimi M.J., Khashei R. Chemical composition and antimicrobial activities of essential oils from Nepeta cataria L. against common causes of food-bornen infections // ISRN Pharmaceutics. - 2012. -D0I:10.5402/2012/591953.
Статья поступила в редакцию 10.12.2015 г.
Paliy A.Ye., Paliy I.N., Marko N.V., Rabotyagov V.D. Biologically active substances of Nepeta cataría L. // Bull. of the State Nikit. Botan. Gard. - 2016. - № 118. - P. 37-44.
Qualitative and quantitative composition of biologically active substances in aqueous-ethanol extracts of Nepeta cataría L. was investigated in terms of the research.
Volatile compound composition in N. cataria water-ethanol extract was determined as well.. The main components of extract are nepetalactone, citronellol and geranial.
Content of phenolic compounds was also revealed in aqueous-ethanol extract of N. cataria. Apigenin glycosides, luteolin and hydroxycinnamic acids - chlorogenic acid isomers were identified in the extract.
New specimen of N. cataria is possible to use as a source of biologically active substances for production of medicine, cosmetics and foods.
Key words: Nepeta cataria; essential oil aqueous-ethanol extract; volatile compounds; phenol substances.
УДК 582.998.1:577.19(477.75)
БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА ВОДНО-ЭТАНОЛЬНОГО ЭКСТРАКТА СОРТООБРАЗЦА TAGETESSIGNATA BARTL. № 13152-8 'ВЕТВИСТЫЙ' КОЛЛЕКЦИИ НИКИТСКОГО БОТАНИЧЕСКОГО САДА
Гурий Викторович Корнильев, Анфиса Евгеньевна Палий, Валерий Дмитриевич Работягов, Сергей Александрович Феськов
Никитский ботанический сад - Национальный научный центр 298648, Республика Крым, г.Ялта, пгт. Никита onlabor@yandex. ru
Изучен качественный и количественный состав водно-этанольного экстракта сортобразца Tagetes signata Bartl. № 13152-8 'Ветвистый'. Установлено, что летучие вещества в экстракте представлены ароматическими (в сумме составляют 59%; преобладает п-винилгваякол), алифатическими (23,7%) и монотерпеновыми соединениями (содержание тагетенона 17,3%). Среди фенольных веществ в экстракте выявлены флавоноиды и их гликозиды (рутин, кверцетин-3-О-галактозид, кверцетин-3-О-гликозид), а также гидроксикоричные кислоты (кофейная, феруловая). Определено содержание аскорбиновой кислоты (14,54) и каротиноидов (5,19 мг/100 г). В целом, экстракт T. signata № 13152-8 'Ветвистый' можно рассматривать в качестве источника биологически активных веществ: п-винилгвякола, гликозидов кверцетина, аскорбиновой кислоты и каротиноидов веществ.
Ключевые слова: Tagetes signata Bartl.; сортообразцы; водно-этанольные экстакты; летучие вещества; фенольные вещества; витамины.
Введение
Род Tagetes L. (бархатцы) включает более 30 видов, произрастающих в естественных условиях, главным образом, в Центральной Америке. В культуре наибольшее распространение получили бархатцы отклонённые, или французские (Tagetes patula L.), прямостоячие, или африканские (Tagetes erecta L.), отмеченные (тонколистные, мексиканские - Tagetes signata Bartl., syn. Tagetes tenifolia Cav.) [5, 18, 27].
Различные виды бархатцев используются, прежде всего, в декоративных целях [8, 18], а также в медицине и фармацевтической промышленности.
В медицине бархатцы применяются при лечении болезней печени и почек, для снятия болевых ощущений - как мочегонное и потогонное средство. Препараты Tagetes L. используются для устранения нервного напряжения и улучшения настроения. В дерматологии растения применяют для лечения угрей, в качестве тонизирующего и регенеративного средства для кожи [1, 10. 13, 16, 17, 19, 21, 26, 30].
