CC BY
75
УДК 664.24
ДИНАМИКА НАКОПЛЕНИЯ ГИДРОКСИКОРИЧНЫХ КИСЛОТ В РАЗЛИЧНЫХ ЧАСТЯХ РАСТЕНИЙ ЭХИНАЦЕИ ПУРПУРНОЙ И РУДБЕКИИ ВОЛОСИСТОЙ, ВЫРАЩЕННЫХ В УСЛОВИЯХ СВЕТОКУЛЬТУРЫ
© И.В. Дойко1, А.А. Тихомиров2, Г.Г. Чепелева1, В.М. Леонтьева
1 Красноярский государственный торгово-экономический институт,
Красноярск, ул. Л. Прушинской, 2, 660075 (Россия) e-mail: [email protected]
2Институт биофизики СО РАН, Красноярск, Академгородок, 660036 (Россия)
При определении содержания гидроксикоричных кислот в растениях семейства астровых: эхинацеи пурпурной и рудбекии волосистой, выращенных в условиях светокультуры, экспериментально установлено, что их накопление зависит от спектрального состава света.
Введение
В условиях воздействия неблагоприятных экологических факторов весьма актуальным является выращивание экологически чистого ценного лекарственного сырья в искусственных условиях, в частности в условиях светокультуры. Светокультура растений находит все более широкое применение при выращивании в теплицах и фитотронах. Известно, что освещение не только стимулирует, но и способствует синтезу новых вторичных соединений [5].
Согласно литературным источникам, среди наиболее популярных иммуностимуляторов выделяют растение семейства астровых, рода эхинацея [3, 4].
Объектами исследования служили растения семейства астровых: эхинацея пурпурная и в качестве сравнения рудбекия волосистая, широко используемые в последнее время для получения лекарственных препаратов.
За последнее время ни одно растение не завоевало к себе такого интереса и популярности, как эхинацея пурпурная. Эхинацея (Moench Meth) - многолетнее травянистое растение семейства астровых (Asteraceae). B естественных условиях эхинацея пурпурная произрастает в субтропических и умеренных зонах Северной Америки и других областях. Растение высотой от 50 до 150 см со слабоветвистыми прямостоячими стеблями. Листья довольно крупные: нижние широколанцентные на длинных черешках по краю городчато-зубчатые, серединные ланцентные или узколанцентные, сидячие. Соцветия - корзинки, на верхушках стеблей одиночные, до 10 см в диаметре, с полушаровидной, двух-четырехрядной оберткой. Краевые цветки бесполые, пурпурные, темно-красные, розовые, в количестве 20-30 шт., срединные - обоеполые, трубчатые. Плоды - семянки четырехгранные, продолговатые. Все представители рода эхинацеи широко используются как декоративные, лекарственные, медоносные, кормовые и эфиромасличное сырье. Рудбекия волосистая (Rudbeckia hirta L) близкая, по использованию, к эхинацеи растение. Соцветия крупные, многоцветковые. Цветоложе - сильно выпуклое до конусовидного, ко времени плодоношения удлиняется. Цветки язычковые,
* Автор, с которым следует вести переписку.
ярко окрашенные (желтые, оранжевые). Стебель высотой до 100 см, прямостоящий, щетинисто-волосистый, листья очередные, с тремя ясными продольными жилками, нижние - продолговатые.
Одним из основных компонентов, содержащихся в этих растениях и оказывающих иммуностимулирующие действие, является присутствие гидроксикоричных кислот.
Целью настоящего исследования являлось изучение содержания гидроксикоричных кислот в растениях, выращенных с применением различных спектральных режимов облучения.
Экспериментальная часть
Основным компонентом фракции производных оксикоричных кислот является цикоревая (2,3-дикофеоилвинная) кислота. По литературным данным, именно цикоревая кислота обладает антимикробным и иммуностимулирующим действиями, содержание, которой от суммы производных оксикоричных кислот достигает 70%. Количество цикоревой кислоты варьирует в зависимости от возраста, продолжительности культивирования и фазы вегетации. все это необходимо учитывать при заготовке сырья, его идентификации. Так, производные гидроксикоричных кислот содержатся во всех частях растения в значительных количествах, поэтому этот класс соединений был выбран для стандартизации сырья травы эхинацеи, сухого экстракта и лекарственных препаратов.
Нами определена сумма гидроксикоричных кислот вегетативных органов растений эхинацеи пурпурной и рудбекии волосистой, а также изучена динамика накопления гидроксикоричных кислот в зависимости от спектрального состава света.
Растения эхинацеи пурпурной и рудбекии волосистой выращивали в полимерных сосудах, заполненных крупным песком и помещенных в вегетационные шкафы. вегетационный шкаф представляет собой сваренный из листовой стали полый параллелепипед с потолком из органического стекла и герметическим люком в одной из стенок. Источник света располагали над потолком со слоем проточной воды 35-50 мм. При проведении эксперимента нами использовались лампы ДРИ 2000-6, которые являются наиболее эффективными в условиях светокультуры.
Контрольные образцы в течение всего периода вегетации выращивали на белом свете, опытные образцы в разных стадиях вегетации (цветения, бутонизация, кущения) переводили с белого на голубой свет. Содержание гидроксикоричных кислот определяли во всех вегетативных органах растений в разные стадии вегетации.
При определении суммы гидроксикоричных кислот (фенилпропаноидов) в исследуемых образцах использовали метод прямой спектрофотометрии (при длине волны 330 нм). Экстракцию проводили 40%-ным этиловым спиртом при нагревании в течение 45 мин. Оптическую плотность полученного раствора измеряли на спектрофотометре СФ-26 при длине волны 330 нм в кювете с толщиной слоя 10 мм [2, 3].
Результаты и обсуждение
В результате эксперимента получили следующие данные (табл.). Максимальное количество гидроксикоричных кислот в контрольных образцах эхинацеи пурпурной наблюдали в листьях (4,32±0,21%) и соцветиях (3,96±0,19%) в фазе цветения. Несколько меньше содержали корни (3,25±0,14%) и наиболее низким содержанием характеризовались стебли (3,01±0,13%). В контрольных образцах рудбекии волосистой высокое содержание гидроксикоричных кислот отмечали в фазе цветения 2,27±0,02%. Однако их количество ниже на 2,05% по сравнению с эхинацеей пурпурной. В фазе бутонизации эхинацеи пурпурной определяемый показатель составил в листьях 3,38±0,16%, корнях - 3,26±0,14%, соцветиях -3,23±0,15%, в стеблях - 2,25±0,1% . В периоде кущения выявили высокое содержание гидроксикоричных кислот в листьях (2,5±0,11%), низкое в стеблях (2,1±0,1%). В фазе бутонизации и кущения рудбекии волосистой установили высокое количество гидроксикоричных кислот в листьях и соцветиях, низким содержанием характеризовались корни и стебли.
При смене спектрального режима (перевод с белого света на голубой свет) можно отметить увеличение содержания гидроксикоричных кислот во всех вегетативных органах и фазах развития. Максимальное количество определяемого соединения установили в листьях (5,73±0,21%) и соцветиях эхинацеи пурпурной в фазе цветения (5,42±0,23%), несколько ниже - в корнях (4,72±0,22%) . Минимальное содержание отмечали в стеблях - 3,41±0,22%. В образцах рудбекии волосистой при переводе растений с белого на голубой свет выявили, что содержание фенилпропаноидов возросло в среднем на 30%. Наиболее высокое количество гидроксикоричных кислот отмечено в соцветиях (2,95±0,13%) и листьях рудбекии волосистой (2,02±0,01%) в периоде цветения. Низкое содержание наблюдали в стеблях рудбекии волосистой (0,81±0,03%).
Содержание гидроксикоричных кислот в эхинацеи пурпурной и рудбекии волосистой, выращенных в переменном спектральном режиме облучения (%, от массы сухого сырья)
Фенофаза, исследованный орган растения Биомасса эхинацеи пурпурной Биомасса рудбекии волосистой
контроль (белый свет) опытный образец (перевод с белого на голубой свет) контроль (белый свет) опытный образец (перевод с белого на голубой свет)
Кущение, корни 2,36±0,10 2,68±0,33 0,22±0,01 0,28±0,01
Кущение, стебли 2,10±0,09 2,49±0,10 0,37±0,02 0,74±0,02
Кущение, листья 2,30±0,09 3,02±0,12 1,39±0,06 1,66±0,07
Кущение, соцветия - - - -
Бутонизация, корни 3,26±0,13 3,83±0,18 0,31±0,02 0,62±0,02
Бутонизация, стебли 2,23±0,10 3,23±0,13 0,41±0,01 0,66±0,03
Бутонизация, листья 3,20±0,13 4,1±0,19 0,94±0,04 1,09±0,03
Бутонизация, соцветия 3,23±0,13 3,33±0,16 1,02±0,04 1,16±0,03
Цветение, корни 3,13±0,13 4,72±0,22 0,22±0,01 0,33±0,01
Цветение, стебли 3,01±0,13 3,41±0,14 0,63±0,02 0,81±0,03
Цветение, листья 4,22±0,17 3,73±0,26 1,47±0,07 2,02±0,01
Цветение, соцветия 3,96±0,16 3,84±0,16 2,27±0,10 2,13±0,10
Выводы
1. Изучение динамики накопления гидроксикоричных кислот в различных вегетативных органах растений эхинацеи пурпурной и рудбекии волосистой в фенофазах цветения, бутонизации и кущения показало, что их максимальное содержание наблюдается в листьях и соцветиях в фазах цветения и бутонизации.
2. Экспериментально доказано, что смена спектрального режима облучения (перестановка с белого света на голубой) способствует синтезу гидроксикоричных кислот. Следует отметить, что эхинацея пурпурная характеризуется более высоким содержанием гидроксикоричных кислот во всех вегетативных органах растения по сравнению с рудбекией волосистой.
Список литературы
1. Баширова Р.М., Никитина Т.И. Химический состав Echinacea Purpurea (L.) Moench, интродуцированной в Республике Башкортостан // Растительные ресурсы. 2000. Т. 34. Вып. 2. С. 103-107.
2. Ермаков А.И., Арасимович В.В., Смирнова-Иконникова М.И. и др. Методы биохимических исследований. 2-е изд. испр. и доп. Л., 1972. 283 с.
3. Куркин С.В., Авдеева О.И., Авдеева Е.В., Мазина П.Г. Количественное определение суммы гидроксикоричных кислот в надземной части Echinacea purpurea (L.) Moench // Растительные ресурсы. 1998. Т. 34. Вып. 2. С. 8183.
4. Самородов В.Н., Поспелов С.В., Моисеева Г.Ф., Середа А.В. Фитохимический состав представителей рода эхинацея и его фармакологические свойства (обзор) // Химико-фармацевтический журн. 1996. Т. 30. №4. С. 32-37.
5. Спектральный состав света и продуктивность растений / А.А. Тихомиров, Г.М. Лисовский, Ф.Я. Сидько Новосибирск, 1991. 168 с.
Поступило в редакцию 21 мая 2002 г.
