CC BY
57
Хвойные бореальной зоны, XXXIII, № 5 - 6, 2015
УДК 635.0.813
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ЭФИРНЫХ МАСЕЛ ДРЕВЕСНОЙ ЗЕЛЕНИ JUNIPERUS SIBIRICA BURGSD И ИХ АНТИБИОТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ
Е. В. Матвеенко*, Н. А. Величко1 Е. Н. Аёшина, Ю. А. Литовка, И. В. Боер1,
ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет» г Красноярск, ул. Мира 82, индекс 660049 (Россия), e-mail: [email protected], e-mail: [email protected] 1. ФГБОУ ВО «Красноярский государственный аграрный университет» г. Красноярск, ул. Мира 90, индекс 660049 (Россия),
В современных лекарственных и косметологических препаратах, все чаще стараются использовать растительное лекарственное сырьё. Эфирное масло как раз является одним из таких натуральных продуктов полученных из растительного сырья. Известно применение в лечебных целях эфирного масла можжевельника обыкновенного, полученное из созревших сухих плодов. Эфирные масла имеют широкий спектр фармакологического действия, поэтому применяются как противовоспалительные, антимикробные, противовирусные средства. В работе проведено исследование эфирного масла полученного из древесной зелени Juniperus sibirica B. произрастающего на территории Партизанского района Красноярского края. Подобран литературный обзор, по выходу эфирного масла из кустарников рода Juniperus. Установлен химический состав эфирного масла из древесной зелени Juniperus sibirica B. Проведено исследование антибиотической активности эфирного масла древесной зелени Juniperus sibirica B. была оценена чувствительность микроорганизмов из различных таксономических групп к действию эфирного масла Juniperus sibirica B. Выявлена минимальная концентрация эфирного масла из древесной зелени Juniperus sibirica, подавляющая деятельность условно-патогенных штаммов бактерий. В результате проведенных исследований при изучении химического состава эфирного масла древесной зелени можжевельника сибирского установлено высокое содержание компонентов обладающих антисептическим действием. Эфирное масло из древесной зелени Juniperus sibirica B. оказывает антибиотическое действие различной степени интенсивности по отношению к мицелиальным, дрожжевым грибам и бактериальным культурам, включая условно-патогенные, что свидетельствует о его фармакологическом потенциале и позволяет рассматривать, как перспективный компонент медицинских, фармакологических и парфюмерно-косметических препаратов.
Ключевые слова: эфирные масла, антифунгальная активность, антибактериальная активность, древесная зелень Juniperus sibirica B..
In modern medicinal and cosmetic preparations, increasingly try to use herbal raw materials. Essential oil is one such natural products obtained from plant raw materials. The known to use for medicinal purposes essential oils of Juniperus obtained from ripe dried berries. Essential oils have a wide range of pharmacological actions, therefore used as an anti-inflammatory, antimicrobial, antiviral agents. A study on the antifungal and antibacterial activity of essential oils from wood greens Juniperus sibirica B. is performed. Chemical composition is established and seasonal dynamics of the output is considered of essential oils from wood greens Juniperus sibirica. Minimum percent concentration of essential oils from wood greens Juniperus sibirica, inhibiting the activity of conditionally pathogenic strains of microorganisms is determined. Essential oil from wood greens Juniperus sibirica B. expressively inhibits gram-positive conditionally pathogenic microorganisms, but gram-negative organisms are more resistant. Thus the essential oil of wood greens Juniperus sibirica B. has a strong antimicrobial action against opportunistic microorganisms, and also exhibits antifungal and antibacterial activity. This is the essential property, that makes the essential oil from wood green Juniperus sibirica B. promising for use in medicine and pharmacology. Essential oil from wood greenery Juniperus sibirica B. has antibiotic effects of various degrees of intensity in relation to filamentous, yeast fungi and bacteria cultures, including opportunistic, which has its pharmacological potential and allows us to consider, as a promising component of the medical, pharmacological and cosmetic preparations.
Keywords: essential oils, antifungal activity, bacterial activity, tree foliage Juniperus sibirica B..
Эфирные масла - это смесь жидких летучих душистых веществ, выделенных из растительных материалов
(дистилляцией, экстракцией, прессованием) и относя- ладают отхаркивающим, успокаивающим действием,
щихся к различным классам органических соединений, возбуждают дыхание, улучшают функции желудочно-
главным образом к терпеноидам. Эфирные масла ши- кишечного тракта и мочеполовой системы, стимули-
роко распространены в растительном мире - в настоя- руют аппетит, регулируют деятельность сердечнососу-
щее время известно до 3000 эфирномасличных расте- дистой системы, расширяя кровеносные сосуды. При
ний, однако промышленное назначение имеют не более наружном применение можжевелового масла следует
200. Содержание эфирных масел зависит от состава отметить его ранозаживляющие, антисептические и
почв, климатических условий, времени года, влаж- очищающие свойства (Фармакопея РФ, 2007). Издавна
ности, времени уборки и возраста растений (Минае- они известны как средства, улучшающие и изменяю-
ва, 1991; Кустова 1978; Горяев 1952). Эфирные масла щие вкус и запах лекарств, широко применяются в пи-
имеют широкий спектр фармакологического действия, щевой и парфюмерной промышленности.
поэтому применяются как противовоспалительные, В последнее время в лечебных целях активно
антимикробные, противовирусные средства. Они об- используется эфирное масло можжевельника обык-
новенного, которое получают из созревших сухих плодов, хвои или древесины. С медицинской точки зрения, важнейшим компонентом эфирного масла является камфара - это терпеновый кетон, содержание которого в Juniperus sibirica B. составляет 1,4 %. Примечательно, что в других видах Juniperus этот кетон отсутствует (Аёшина, Величко 2004).
Целью данного исследования было изучение химического состава эфирных масел древесной зелени можжевельника сибирского и их антибиотической активности, а также обоснование его промышленного использования в композиции лекарственных препаратов как комплексного, так и направленного действия.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Исходным сырьем была свежая древесная зелень Juniperus sibirica B., произрастающего на территории Партизанского района Красноярского края. Образцы были собраны в сентябре месяце с 10-20 кустарников. Для проведения анализа пробы усреднялись методом квартования. Древесная зелень, представляющая собой надземную часть хвойного древесного двудомного кустарника, была измельчена до размеров 2-3 мм. Механический состав древесной зелени представлен на 60 % из хвои, 35 % одревесневших ветвей и 5 % побегов с различной степенью созревания, встречаются кустарники без побегов. Химический состав эфирных масел древесной зелени определяли по методикам, принятым в химии и биохимии растений (ГОСТ 24027.2 - 80; Ушанова, Лебедева, Девят-ловская 2004; Левин, Миронов, 1988). Индивидуальный состав эфирного масла устанавливали методами газожидкостной хроматографии на приборе GCD Plus «Hewlett Packard» с квадрупольным масс-спектром 5975С в качестве детектора использовали капиллярную колонку длинной 25 м, внутреннем диаметре 3 мм. Температура испарителя 250 оС. Температура ионизационной камеры 180 оС, энергия ионизации - 70 эВ. Содержание компонентов вычислялось по площадям пиков, идентификацию отдельных компонентов проводили сравнением времен удерживания и полных масс спектров с соответствующими данными компонентов эталонных масел и чистых соединений.
Антибиотическую активность определяли методом агаровых лунок на твердых питательных средах: мясо-пептонный агар для бактерий и дрожжевых грибов, среда Чапека - для мицелиальных грибов (Егоров, 2004). В качестве тест объектов использовали штаммы грамотри-цательных и грамположительных бактерий (Escherichia coli, Pseudomonus sp., Caulobacter sp., Micrococcus luteus, Micrococcus roseum, Bacillus subtilis, Bacillus sp.; Arthrobacter sp.), мицелиальных грибов (Fusarium oxysporum, Fusarium sporotrichioides) и дрожжевых грибов (Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces lini, Rhodotorula sp.). Степень антибиотической активности оценивали по зоне отсутствия роста тест-культуры за вычетом диаметра: высокая чувствительность - более 20 мм; умеренная - 15-19,5 мм; слабая - 12 - 14,5 мм; очень - слабая до 11,5 мм.
В работе была проведена оценка минимальной подавляющей концентрации эфирных масел из можжевельника сибирского в отношении условно-патогенных микроорганизмов, выделенных со слизистой оболочки носа и поверхности рук (Echerichia coli, Pseudomonas aeruginosa, taphylococcus aureus, Enterococcus faecalis. Оценку проводили модифицированным экспресс-методом определения антибиотиков в пищевых продуктах (МУК 4.2.026-95), основанном на подавлении антибиотиком дегидрогеназной активности тест-культуры в жидкой среде.
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Выход эфирных масел можжевельника и его сезонная изменчивость является предметом изучения многих авторов (Братус, 1979; Андреевич, Чипига, 1979; Сидоров, 1984; Зырянова, Аёшина, Величко, 2012; Тагильцев, 2004) По этой величине можно судить о биологических особенностях растений, о возможности использования данного растения в качестве ресурсного источника получения эфирных масел. Выход эфирных масел Juniperus sibirica B. в сравнении с некоторыми видами можжевельника, произрастающими на территории России, согласно литературным данным и полученными нами результатами представлен в таблице 1: максимальный выход эфирных масел наблюдается у можжевельника казацкого, полушаровидного и сибирского.
Таблица 1 - Выход эфирных масел из древесной зелени различных видов можжевельника
Вид можжевельника Выход, % от а.с.с. Примечания
Казацкий 3,22 (Тагильцев, 2004)
Полушаровидный 3,11 (Тагильцев, 2004)
Сибирский 2,58
Зеравшанский 2,36 (Уваровская, 2008)
Даурский 2,15 (Уваровская, 2008)
Обыкновенный 2,01 (Тагильцев, 2004)
Прибрежный 1,87 (Тагильцев, 2004)
Саржента 1,72 (Уваровская, 2008)
Твердый 1,22 (Тагильцев, 2004)
Туркестанский 1,12 (Тагильцев, 2004)
Была изучена сезонная динамика выхода эфирных масел из древесной зелени можжевельника сибирского с мая по сентябрь. Установлено, что максимальный выход эфирных масел приходится на август и составляет 2,58 % от абсолютно сухого сырья. В зависимости от времени сбора, выход масла изменялся
Хвойные бореальной зоны, XXXIII, № 5 - 6, 2015
не значительно, поэтому приведен только максимальный показатель. При этом выход эфирного масла полученного из хвои можжевельника сибирского (Е.Н. Аёшина, Н.А.Величко, 2004) на 22,5 % ниже, чем из древесной зелени. Основными составляющими эфирного масла древесной зелени Juniperus sibirica B. являются а и в - пинен (66,23 %), а так же а - кубебен (9,41 %). Определены физико-химические показатели эфирного масла древесной зелени можжевельника сибирского. Кислотное число эфирного масла составило 91 мг KOH/г, эфирное число 53 мг KOH/г, плотность 0,86 г/см3 при 20 0С ± 2 0С.
Качественный и количественный состав эфирного масла Juniperus sibirica B. приведен в таблице 2.
Приведенные данные химического состава эфирного масла можжевельника сибирского согласуются с данными по хвое (Е.Н. Аёшина, Н.А.Величко, 2004), что объясняется механическим составом древесной зелени.
На следующем этапе исследования оценили чувствительность микроорганизмов из различных таксономических групп к действию эфирного масла Juniperus sibirica B. Установлено, что максимальное ингибирующее действие эфирное масло можжевельника сибирского оказывает на бактерии Bacillus sp., Micrococcus roseum, Caulobacter sp., Arthrobacter sp. и Micrococcus luteus (зона отсутствия роста тест - культур находится в диапазоне 24-50 мм).
Таблица 2 - Химический состав эфирного масла древесной зелени Juniperus sibirica B.
Компонент Содержание, % от объема эф. масла взятого для анализа Компонент Содержание, % от объема эф. масла взятого для анализа
а - Пинен 62,08 Азулен 0,47
ß ■ - Пинен 4,15 Копаен 2,24
ß ■ - Мирцен 2,94 Элемен 3,57
Д2 - карен 0,85 Карифиллен 2,28
sp., Escherichia coli (зона отсутствия роста составила 6-10 мм) и практически не чувствительными - мице-лиальные грибы рода Fusarium и дрожжевые грибы
Saccharomyces lini (рисунок 1).
Fusarium sporotnchioides I
Fusarium oxysporum I
¿j Saccharomyces lini I
^ Bacillus subtiiis ^^Я
о _
, Pseudomorrus sp.
н _
3 Escherichia coll
Rhodotorula sp.
Saccharomyces cerevisiae
Micrococcusluteus
Я
Micrococcus roseum
Caulobacter sp. ^■ Arthrobacter sp.
С 1С 2C 3C 4C 5C 6C
зона отсутствия роста, мы
Рисунок 1 - Антибиотическая активность эфирного масла древесной зелени
Таким образом, эфирное масло можжевельника сибирского обладает различным спектром антибиотического действия и в большей степени подавляет развития бактериальных культур.
Параллельно было проведено исследование бактерицидного действия различных концентраций эфирного масла из древесной зелени Juniperus sibirica B. на условно патогенные микроорганизмы, выделенные из слизистой оболочки носа и поверхности рук. Результаты исследования приведены в таблице 3.
Таблица 3 - Минимальная концентрация эфирного масла, проявляющая бактерицидное действие к условно-патогенным микроорганизмам
Концентрация эфирного Тест - объект масла, % относительно
среды
Echerichia coli 1,56
Pseudomonas aeruginosa 3,13
Staphylococcus aureus 0,10
Enterococcus faecalis 0,10
Д3 - карен 0,16 а - Кубебен 9,41
А - фелландрен 0,10 а - Аморфен 2,83
Камфен 2,06 ß - Силинен 0,16
Лимонен 2,49 а -Бисаболен 0,08
Камфора 1,42 Бутановая кислота 0,44
Борнилацетат 0,98 Не идентифицировано 1,29
Слабо чувствительными к действию эфирного масла оказались бактерии Bacillus subtilis, Pseudomonus
Установлено, что эфирное масло из древесной зелени Juniperus sibirica B. в минимальных концентрациях эффективнее подавляет грамположительные условно-патогенные микроорганизмы. Для устойчивого ингибирования развития грамотрицательных бактерий требуется существенное увеличение концентрации.
ВЫВОД
При изучении химического состава эфирного масла древесной зелени можжевельника сибирского установлено высокое содержание компонентов обладающих антисептическим действием.
Эфирное масло из древесной зелени Juniperus sibirica B. оказывает антибиотическое действие различной степени интенсивности по отношению к ми-целиальным, дрожжевым грибам и бактериальным культурам, включая условно-патогенные, что свидетельствует о его фармакологическом потенциале и позволяет рассматривать, как перспективный компонент медицинских, фармакологических и парфюмерно-косметических препаратов.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК:
Аёшина, Е.Н. Исследования особенностей химического состава эфирных масел двух видов рода Juniperus / Е.Н. Аёшина, Н.А. Величко // Химия растительного сырья. - 2004. - №4. - С.35-37. Братус, И.Н. Химия душистых веществ / И.Н. Братус. - М.:
Пищевая пром-сть, 1979. - 304 с. Горяев, М.И. Эфирные масла флоры СССР / М.И. Горяев. -
Алма-Ата, 1952.- 174 с. Государственная фармакопея Российской федерации часть 1. Общие фармакопейные и фармакопейные статьи, включенные в настоящее издание, утверждены приказом Минздравсоцразвития России: сб. -М.: Изд-во стандартов. 2007. - N 641. ГОСТ 24027.2 - 80. Сырье лекарственное растительное. -
М.: Изд-во стандартов, 1980. - 294 с. Егоров, Н.С. Основы учения об антибиотиках / Н.С. Егоров. - М.: МГУ, 2004. - 511с.
МУК 4.2.026-95. Экспресс-метод определения антибиотиков в пищевых продуктах. - М.: 1995. -91 с.
Зырянова, Ю.В. Химический состав можжевельника сибирского, каллусной ткани и послеэкстрактного остатка / Зырянова Ю.В., Аёшина Е.Н., Величко Н.А. // Химия растительного сырья. - 2012. - №2. - С.145-150.
Зюков, Д.Г. / Технология и оборудование эфирномасличного производства: учеб.пособие для подгот.рабочих на пр-ве / Д.Г. Зюков, Е.Н. Андреевич, А.П. Чипига. - М.: Пищевая пром-сть, 1979. -190 с.
Кустова, С.Д. Справочник по эфирным маслам / С.Д. Кусто-ва. - М., 1978. -175 с.
Левин, Э.Д. Современные физико-химические методы исследования / Э.Д. Левин, П.В. Миронов - Красноярск, 1988. - 28 с.
Минаева, В.Г. Лекарственные растения Сибири / В.Г. Минаева - Новосибирск: Наука. Сиб. Отделение, 1991. - 431с.
Сидоров, И.И. Технология натуральных эфирных масел и синтетических душистых веществ [Текст]: учеб. для техникумов / И.И. Сидоров. - М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1984. - 368 с.
Тагильцев, Ю.Г. Способ получения хвойного эфирного масла / Ю.Г. Тагильцев, Р. Д. Колесникова. - Хабаровск: Изд-во ХКЦПЗ, 2004. - 52 с.
Уваровская, Д. К., Эфирные масла дальневосточных видов рода Juniperus L.: дис... канд. техн. наук. 08.03.2008. / Уваровская Дарья Кириловна - М., 2008. - 235 с.
Ушанова, В.М. Основы научных исследований, / В.М. Уша-нова, О.И. Лебедева, А.М. Девятловская. - Красноярск: СибГТУ, 2004. - 335 с.
Поступила в редакцию 14.09.15 Принята к печати 28.12.2015
