CC BY
65
Paliy A.Ye., Paliy I.N., Marko N.V., Rabotyagov V.D. Biologically active substances of Nepeta cataria 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 cataria 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].
Эфирные масла различных видов Tagetes L. обладают антибактериальным, антимикробным, ларвицидным, репеллентным, фунгицидным действием [7, 10, 11, 2224, 26, 28, 29].
Цветки бархатцев используют в качестве приправы «имеретинский шафран» [30]. Кроме того, некоторые виды Tagetes L. используются в качестве источника каротиноидов (например, в птицеводстве для повышения интенсивности окраски яиц) [2, 4, 9], пигментов и лютеина [3, 20].
Учитывая многообразие полезных свойств представителей Tagetes L., важной является работа по интродукции новых видов, в частности в условия Южного берега Крыма, а также селекционная работа с целью получения сортов с ценными признаками.
В Никитском ботаническом саду - Национальном научном центре получен перспективный по ряду признаков (декоративность, устойчивость к болезням и вредителям, урожайность, содержание эфирного масла) сортообразец Tagetes signata L. № 13152-8 'Ветвистый'. Установлено, что в состав эфирного масла данного сортообразца входят транс-тагетенон, дигидротагетон, транс-тагетон, цис-тагетенон, а также лимонен, сабинен, транс-оцимен, эвгенол и ряд минорных компонентов [15].
В связи с тем, что извлечение эфирного масла из растительного сырья методом паровой дистилляции сопровождается окислительными процессами, для получения веществ в нативной форме оптимальным является переход их в водно-этанольные экстракты.
Известно, что в экстракты цветков T. signata, кроме летучих веществ, переходят фенольные вещества, проявляющие антиоксидантные свойства: гидроксикоричные кислоты (кофейная, розмариновая, хлорогеновая, п-кумаровая), флавоноиды и их гликозиды (апигенин, гиперозид, изокверцетин, кверцетин, рутин) [12, 25]. Вместе с тем, следует отметить зависимость химического состава сырья от видо-сортовой принадлежности, а также от почвенно-климатических условий места произрастания.
Учитывая вышеприведённые данные, изучение химического состава водно-этанольного экстракта сортообразца T. signata № 13152-8 'Ветвистый', выращенного в условиях Южного берега Крыма, является актуальным.
Целью настоящей работы является исследование качественного и количественного состава биологически активных веществ (летучих терпенов, фенольных соединений, витаминов) T. signata № 13152-8 'Ветвистый' в условиях Южного берега Крыма в связи с возможностью его использования в лечебно-профилактической продукции.
Объекты и методы исследования
Объект исследования - водно-этанольный экстракт из цветков сортообразца T. signata № 13152-8 'Ветвистый', собранных в фазу массового цветения.
Сортообразец выведен в НБС-ННЦ индивидуальным отбором из семенной популяции. Растение высотой 50-60 см. Стебель прямой, сильноветвистый от основания, хорошо облиственный. Листья мелкорассечённые. Соцветие - корзинка диаметром 19-24 мм, язычковых цветков пять, венчики золотисто-жёлтые. Цветёт всё лето, массовое цветение 10-20 июля. Сортообразец устойчив к болезням и вредителям. Урожайность в среднем 84,7 ц/га, содержание эфирного масла 0,46% от сырой массы, сбор эфирного масла 40,8 кг с гектара.
Содержание биологически активных веществ определяли в водно-этанольном экстракте, приготовленном из воздушно-сухого растительного сырья, собранного в фазе массового цветения. Экстракцию проводили 50%-ным этанолом при соотношении сырья и экстрагента - 1 : 10 настаиванием в течение 10 суток при комнатной температуре.
Компонентный состав летучих веществ определяли с помощью хроматографа "Agilent Technologies" 6890 с масс-спектрометрическим детектором 5973. Колонка HP-1 длиной 30 м; внутренний диаметр - 0,25 мм. Температура термостата программировалась от 50°С до 250°С со скоростью 4°С/мин. Температура инжектора -250°С. Газ-носитель - гелий, скорость потока - 1 см3/мин. Перенос от газового хроматографа к масс-спектрометрическому детектору прогревался до 230°С. Температура источника поддерживалась на уровне 200°С. 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-C18 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 - 2 с; масштаб измерений - 1,0. Идентификацию фенольных веществ проводили по времени удерживания стандартов и спектральным характеристикам (длины волн - 313 (для фенольных кислот и их производных), 350 (для гликозидов флавоноидов), 371 нм (для флавоноидов)).
Содержание каротиноидов определяли фотометрическим методом [14], аскорбиновой кислоты - титрованием йодатом калия [6].
Результаты и обсуждение
Установлено, что содержание летучих веществ в экстракте сортообразца T. signata № 13152-8 'Ветвистый' составляет 32,96 мг/100 г растительного сырья. Идентифицированы 7 компонентов (табл. 1, рис. 1).
Таблица 1
Летучие вещества водно-этанольного экстракта Tagetes signata Bartl. № 13152-8 'Ветвистый'
№ п/п Время выхода, мин Компонент Содержание, %
1 6.38 циклогексанон 8,49
2 7.25 3, 5 -диметилциклогекс-2-ен- 1-он 10,2
3 8.27 пропилвалериат 2,28
4 8.36 гекс-1,2,6-триол 2,76
5 14.12 тагетенон 17,3
6 15.11 4-винилфенилацетат 8,23
7 16.63 п-винилгваякол 50.8
Основными летучими компонентами указанного экстракта являются п-винилгваякол (50,8%) и характерный для эфирного масла Т. signata № 13152-8 'Ветвистый' тагетенон (17,3%). Преобладающей группой соединений в экстракте являются ароматические (в сумме составляют 59%; представлены п-винилгваяколом и
4-винилфенилацетатом). Наибольшее число компонентов (3,5-диметилциклогекс-2-ен-1-он, циклогексанон, гекс-1,2,6-триол, пропилвалериат) относится к алифатическим соединениям, в сумме составляющим 23,7%. Характерный для T. signata компонент -
тагетенон является монотерпеновым соединением.
TIC: 3 B .D
3 5 0 0 0 0
3 0 0 0 0 0
1 0 0 0 0 0
6.00 8.00 10.00
12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.00
Рис. 1 Хроматограмма летучих веществ водно-этанольного экстракта Tagetes signata Bartl. № 13152-8 'Ветвистый'
Установлено, что содержание фенольных веществ в экстракте сортообразца T. signata № 13152-8 'Ветвистый' составляет 1821 мг/100 г растительного сырья (табл. 2, рис. 2). Выявлено 11 компонентов, идентифицировано 6 соединений.
Таблица 2
Фенольные вещества водно-этанольного экстракта Tagetes signata Bartl. № 13152-8 'Ветвистый'
500000
450000
400000
250000
200000
1 5 0 0 0 0
50000
№ п/п Время выхода, мин Компонент Содержание, мг/100 г
1 15.35 производное кофейной кислоты 142
2 17.92 феруловая кислота 152
3 18.73 неидентифицированный флавоноид 132
4 18.96 неидентифицированный флавоноид 79
5 19.34 кверцетин-3 -О-галактозид 301
6 19.92 рутин 331
7 20.28 неидентифицированный флавоноид 65
8 20.76 неидентифицированный флавоноид 332
9 21.40 кверцетин-3 -О-глюкозид 217
10 23.70 неидентифицированный флавоноид 38
11 24.39 лютеолин 32
Среди идентифицированных веществ в исследуемом экстракте преобладают гликозиды кверцетина - рутин (331), кверцетин-3-О-галактозид (301) и кверцетин-3-О-глюкозид (217 мг/100 г). Гидроксикоричные кислоты представлены феруловой и
производным кофейной кислоты, суммарное содержание которых составляет 294 мг/100 г.
n
Рис. 2 Хроматограмма фенольных веществ водно-этанольного экстракта Tagetes signata Bartl. № 13152-8 'Ветвистый'
В исследуемом экстракте определено содержание витаминов. Концентрация аскорбиновой кислоты составила 14,54 мг/100 г, каротиноидов - 5,19 мг/100 г.
Таким образом, водно-этанольный экстракт сортообразца T. signata № 13152-8 'Ветвистый' содержит невысокие количества летучих терпенов, однако может рассматриваться в качестве источника п-винилгваякола, гликозидов кверцетина, аскорбиновой кислоты и каротиноидов.
Выводы
Исследован качественный и количественный состав биологически активных веществ (летучих терпенов, фенольных веществ, витаминов) водно-этанольного экстракта сортообразца Tagetes signata Bartl. № 13152-8 'Ветвистый', выращенного в условиях Южного берега Крыма.
Установлено, что среди летучих соединений указанного образца преобладают п-винилгваякол и тагетенон.
Выявлено, что среди веществ фенольной природы преобладают гликозиды кверцетина (рутин, кверцетин-3-О-галактозид, кверцетин-3-О-глюкозид) и флавоноиды. Гидроксикоричные кислоты представлены феруловой и производным кофейной кислоты.
В экстракте T. signata № 13152-8 'Ветвистый' определено содержание витаминов - аскорбиновой кислоты и каротиноидов.
В целом, сортообразец Tagetes signata Bartl. № 13152-8 'Ветвистый' можно рассматривать в качестве источника биологически активных веществ, в частности п-винилгваякола, гликозидов кверцетина, аскорбиновой кислоты и каротиноидов.
Список литературы
1. Бендер К.И., Гоменюк Г.А., Фрейдман С.Л. Указатель по применению лекарственных растений в научной и народной медицине. - Саратов: СГУ, 1988. - 112 с.
2. Бердей Т.С., Марчишин С.М. Дослщження лшофшьной фракци рослин роду чорнобривщ (Tagetes L.) // Фармацевтичний часопис. - 2011. - № 1. - С. 10 - 14.
3. Дейнека В.И., Сорокопудов В.Н., Дейнека Л.А., Третьяков М.Ю. Исследование цветков Tagetes sp. как источника лютеина // Химико-фармацевтический журнал. - 2007. -Т. 41, № 10. - С. 30 - 32.
4. Дейнека В.И., Третьяков М.Ю., Дейнека Л.А., Сорокопудов В.Н. Некоторые особенности накопления пигментов в цветках Tagetes sp. // Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия: Естественные науки. - 2007. - Т. 5, вып. 5. - С. 123 - 129.
5. Классификатор рода Tagetes L. (Бархатцы). - Л.: ВИР, 1988. - 15 с.
6. Кривенцов В.И. Методические рекомендации по анализу плодов на биохимический состав - Ялта, 1982. - 22 с.
7. Либусь О.К., Работягов В.Д., Кутько С.Л., Хлыпенко Л.А. Эфирномасличные и пряно-ароматические растения: Научно-популярное издание. - Херсон: Айлант, 2004. -272 с.
8. Максименко Н.В., Прохоров В.Н. Оценка различных видов Tagetes L. по основным хозяйственно-ценным признакам // Вестник Белорусской государственной сельскохозяйственной академии. - 2014. - № 4. - С. 112 - 114.
9. Максименко Н.В., Прохоров В.Н. Применение различных генотипов растений рода Tagetes L. как перспективных источников каротиноидов для биодобавок в птицеводстве // Сельское хозяйство - проблемы и перспективы: сб. науч. тр. - 2014. - Т. 26. Зоотехния. - С. 168 - 174.
10. Малахов В.А., Завгородняя А.Н., Чернишова Т.И. Энциклопедия натуротерапии.
- М.: Эксмо, 2008. - С. 75.
11. Малюгша О.О., Мазулш О.В., Смойловська Г.П., Мазулш Г.В., Сренко О.К. Компонентний склад та протимшробна дiя ефiрноi оли суцвт чорнобривщв прямостоячих (Tagetes erecta L.) // Фармацевтичний журнал. - 2014. - № 1(14). - С. 86 - 92.
12. Марчишин С.М., Бердей Т.С., Козачок С.С., Демыдяк О.Л. Определение флавоноидов и гидроксикоричных кислот в траве Tagetes erecta L., Tagetes patula L. Tagetes tenuifolia Cav. методом ВЭЖХ // Медицина и образование в Сибири: сетевое научное издание. - 2013. - № 6. - Режим доступа: http://ngmu.ru/ cozo/mos/ article/text_full .php?id= 1259.
13. Машковська С.П., Григорюк 1.П. Чорнобривщ - джерело ефективних лшв // Фгготератя. Часопис. - 2003. - № 4. - С. 41 - 47.
14. Плешков Б.П. Практикум по биохимии растений - М.: Колос, 1969. - 183 с.
15. 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.
16. Оганесян Э.Т., Андреева О.А., Терехов А.Ю., Подгорная Ж.В. Биологически активные вещества липофильной фракции из цветков Tagetes patula и изучение противоожоговой активности на их основе // Современные наукоёмкие технологии. - 2004.
- № 6. - С. 109 - 110.
17. Папаяни О.И., Духанина И.В., Сергеева Е.О. Изучение химического состава и антимикробной активности сухого экстракта из цветков бархатцев распростёртых (Tagetes patula L.) // Известия Самарского научного центра Российской академии наук - 2012. - Т. 14, № 5-3. - С. 745 - 747.
18. Юрчак Л.Д. Культура чорнобривщв в умовах Люостепу Украши // 1нтродукщя рослин. - 1999. - № 1. - С. 49 - 54.
19. Basher S., Gilani A.H. Studies on the antioxidant and analgesic activities of Aztec marigold (Tagetes erecta) flowers // Phytotherapy research. - 2008. - Vol. 22(12). - P. 1692 -1694.
20. Bhattacharyya S., Datta S., Mallick B., Dhar P., Ghosh S. Lutein content and in vitro antioxidant activity of different cultivars of Indian Marigold flower (Tagetes patula L.) extracts // J. Agric. Food Chem. - 2010. - Vol. 58(14). - P. 8259 - 8264.
21. Céspedes C.L., Avila J.G., Martinez A., Serrato B., Calderón-Mugica J.C., Salgado-Garciglia R. Antifungal and antibacterial activities of Mexican Tarragon (Tagetes lucida) // J. Agric. Food Chem. - 2006. - Vol. 54(10). - P. 3521 - 3527.
22. Chamorro E.R., Ballerini G., Sequeira A.F., Velasco G.A., Zalazar M.F. Chemical composition of essential oil from Tagetes minuta L. leaves and flowers // Journal of the Argentine Chemical Society. - 2008. - Vol. 96(1-2). - P. 80 - 86.
23. Dharmagadda V.S.S., Naik S.N., Mittal P.K., Vasudevan P. Larvicidal activity of Tagetes patula essential oil against three mosquito species // Bioresource Technology. - 2005. -Vol. 96(11). - P. 1235 - 1240.
24. Gillij Y.G., Gleiser R.M., Zygadlo J.A. Mosquito repellent activity of essential oils of aromatic plants growing in Argentina // Bioresource Technology. - 2008. - Vol. 99(7). - P. 2507
- 2515.
25. Gong Y., Liu X., He W.-H., Xu H.-G., Gao Y.-X. Investigation into the antioxidant activity and chemical composition of alcoholic extracts from defatted marigold (Tagetes erecta L.) residue // Fitoterapia. - 2012. - Vol. 83(3). - P. 481 - 489.
26. Lima B., Agüero M.B., Zygadlo J., Tapia A., Solis C., Rojas de Arias A., Yaluff G., Zacchino S., Feresin G.E., Schmeda-Hirschmann G. Antimicrobial activity of extracts, essential oil and metabolites obtained from Tagetes mendocina // J. Chil. Chem. Soc. - 2009. - Vol. 54(1).
- P. 68 - 72.
27. Lim T.K. Tagetes tenifolia // Edible medicinal and non-medicinal plants. - 2014. - P. 469 - 472.
28. Romagnoli C., Bruni R., Andreotti E., Rai M.K., Vicentini C.B., Mares D. Chemical characterization and antifungal activity of essential oil of capitula from wild Indian Tagetes patula L. // Protoplasma. - 2005. - Vol. 225(1-2). - P. 57 - 65.
29. Rondon M., Velasco J., Hernández J., Pecheneda M., Rojas J., Morales A., Carmonia J., Diaz T. Chemical composition and antibacterial activity of the essential oil of Tagetes patula L. (Asteraceae) collected from Venezuela Andes // Rev. Latinoamer. Quin. - 2006. - Vol. 34(1-3). - P. 32 - 36.
30. Vasudevan P., Kashyap S., Sharma S. Tagetes: A multipurpose plant // Bioresource Technology. - 1997. - Vol. 62(1-2). - P. 29 - 35.
Статья поступила в редакцию 11.02.2016 г.
Kornilyev G.V., Paliy A.Ye., Rabotyagov V.D., Feskov S.A. Biologically active substances of aqueous-ethanolic extract of Tagetes signata Bartl. № 13152-8 'Vetvisty' specimen of Nikita Botanical Gardens collection // Bull. of the State Nikit. Botan. Gard. - 2016. - № 118. - Р. 44-50.
The qualitative and quantitative composition of Tagetes signata Bartl. № 13152-8 'Vetvisty' specimen was investigated in terms of the research. It was established that among volatile substances there were aromatic (59%; p- vinylguaiacol prevails), aliphatic (23,7 %) and monoterpenoide (tagetenon content is 17,3%) compounds. Phenolic compounds were presented by flavonoids and their glycosides (rutin, quercetin-3-О-galactoside, quercetin-3-O-glycoside), and hydroxycinnamic acids (caffeic, ferulic). The ascorbic acid (14,54) and carotenoids (5,19 mg/100 g) were identified as well. On the whole, the specimen T. signata № 13152-8 "Vetvisty" can be considered as a sources of biologically active substances such as p- vinylguaiacol, flavonoid glycosides, ascorbic acid and carotenoids.
Key words: Tagetes signata Bartl.; specimens; aqueous-ethanolic extract; volatile substances; phenolic substances; vitamins.
