CC BY
249
УДК 633.13:581.43:547.918
Н.Е. Павловская, доктор сельскохозяйственных наук И.Ю. Солохина, И.А. Гнеушева, аспиранты ФГБОУ ВПО Орел ГАУ
ИССЛЕДОВАНИЕ ТРИТЕРПЕНОВЫХ САПОНИНОВ, ПОЛУЧЕННЫХ ИЗ КОРНЕЙ ОВСА
ПОСЕВНОГО AVENA SATIVA L.
Установлено количественное содержание тритерпеновых сапонинов, полученныгх из корней овса посевного (Avena sativa L.), в пересчете на олеаноловую кислоту методом ультрафиолетовой спектрофотометрии. Содержание тритерпеновыа сапонинов в лиофильном порошке, полученном из корней неустойчивого сорта «Тюменский голозерныш» в пересчете на олеаноловую кислоту, составило 0,048+0,012%, а содержание тритерпеновыгх сапонинов в лиофильном порошке, полученном из корней устойчивого сорта «CI1580» составило 0,061+0,017%. Ключевые слова: лиофильный порошок, овес посевной, олеаноловая кислота, тритерпеновыш сапониныг.
Введение
Овес посевной (Avena sativa L.) привлекает внимание исследователей, так как находит применение в диетическом питании, в пищевой промышленности как загуститель и стабилизатор, а также в народной медицине как желчегонное, антисклеротическое, противовоспалительное
средство.
Овес обладает такими полезными сво ствами, как устойчивость к неблагоприятным факторам среды и болезням, высоким содержанием белка и масла в зерне [3].
В литературе имеется достаточно данных о химическом составе зерна, травы и соломы овса посевного Avena sativa L. Но химический состав корне овса остается недостаточно изученным. В связи с этим актуальным является исследование тритерпеновых сапонинов, которые локализованы в корнях овса посевного. Они являются весьма распространенно группо вторичных метаболитов растений [6].
Физиологическая роль сапонинов в растении еще не полностью изучена. Хотя есть множество публикаци , описывающих их обнаружение в растениях и влияние на клетки животных, грибов и бактери , но лишь немногие обращают внимание на их функции в клетках самих растени . Большинство сапонинов, синтезирующихся в растениях, обладают бактерицидным, инсектицидным, и фунгицидным де ствиями для самого растения, поэтому сапонины можно отнести к фитопротекторам.
Тритерпеновые сапонины - природные соединения гликозидного характера. Сапонины широко распространены в растительном царстве. Водные растворы сапонинов (или извлечения из растительного сырья) образуют при встряхивании обильную сто кую пену, подобно мыльно , в результате чего эти вещества получили название сапонинов от латинского слова «sapo» - мыло [1].
Молекулы сапонинов состоят из углеводной части и агликона, которы называется сапогенином. По
The quantitative content of triterpenoid saponins derived from roots of oat (Avena sativa L.), in terms of oleanolic acid by ultraviolet spectrophotometry. The content of triterpene saponins in the lyophilized powder obtained from the roots of fragile species Tyumen naked-grained "in terms of oleanolic acid was 0,048 ± 0,012%, while the content of triterpene saponins in lyophilized powder obtained from the roots of resistant cultivar «CI 1580» the 0,061 ± 0,017%.
Key words: lyophilic powder, oats sown, oleanolic acid, triterpenoid saponins.
этому признаку сапонины разделяют на две группы: стероидные и тритерпеновые гликозиды.
Почти все тритерпеновые гликозиды растительного происхождения можно поделить на четыре группы: производные а- и 7-амирина, лупеола и дамарана. Наиболее широко распространены в природе производные 7-амирина, например, олеаноловая кислота - агликон тритерпеновых сапонинов.
Олеаноловая кислота наиболее реакционноспособная составляющая молекулы сапонинов, определяющая их биологическую активность.
Тритерпеновые сапонины овса посевного
обладают усто чивостью к грибному патогену, которы вызывает корневые гнили пшеницы и ячменя. Сапонины взаимодействуют со стеринами плазматических мембран грибных патогенов, лизируя их, и представляют собо один из первых химических барьеров на пути проникновения
патогена [4,10].
Целью данной работы являлось качественное и количественное определение тритерпеновых
сапонинов, выделенных из корне овса посевного.
Материал+1 и методика исследований
Исследование проводилось в лаборатории
биотехнологии Орловского регионального
биотехнологического центра сельскохозя ственных растений Орел ГАУ на инновационном оборудовании.
Объеклы исследования. В работе использовали семена коллекции образцов овса посевного ВИРа им. Н.И. Вавилова. Семена неусто чивого сорта «Тюменский голозерный и семена устойчивого сорта к обыкновенной злаковой тле - «CI 1580».
Методика. Выделение тритерпеновых сапонинов из корней овса посевного осуществлялась следующим образом: корешки овса посевного сушили,
измельчали и обрабатывали петролейным эфиром для разрушения комплексов сапонинов со стеринами. Полученное сырье обрабатывали 96%-м этиловым спиртом для выделения суммарного экстракта сапонинов. Из спиртового раствора тритерпеновые сапонины осаждали ацетоном. Полученные
сапониновые фракции очищали повторным
переосаждением для удаления полярных
сопутствующих примесей. К очищенному суммарному экстракту сапонинов из корешков овса добавляли 70% этиловый спирт и центрифугировали при 6400 об./мин до полного исчезновения флюоресцирующего эффекта. После полного удаления этанола в роторном испарителе при t0=70 0С, остаток суспендировали при t0=—20 0С в лиофильной сушке Lyolab 3000. Получили лиофильно-
высушенный порошок, с которым и проводили дальнейшие исследования [8,9].
Качественное определение тритерпеновых сапонинов в исследуемых образцах проводили по цветным реакциям. Для качественных реакций готовили водный раствор 1: 10, нагревая лиофильный порошок на водяной бане в течение 10 минут. Раствор после охлаждения фильтровали и проводили с ним необходимые реакции:
• Реакция на пенообразование: брали две
пробирки, в одну приливали 5 мл 0,1 н. HCl, а в другую - 5 мл 0.1 н. NaOH. Затем в обе пробирки добавляли по 2-3 капли раствора сапонинов и сильно встряхивали. При наличии тритерпеновых сапонинов в обеих пробирках образуется пена, равная по объему и сто кости.
• Реакция осаждения средним ацетатом свинца: к 2 мл водного настояв пробирке прибавляли несколько капель среднего ацетата свинца.
• Реакция Лафона: к 2 мл раствора лиофильного порошка прибавляли 1 мл концентрированно серно кислоты, 1 мл этилового спирта и 1 каплю 10%-ного раствора сернокислого железа.
• К 2 мл раствора лиофильного порошка прибавляли 1 мл 10%-ного раствора нитрата натрия и 1 каплю концентрированно серно кислоты.
Хроматографическое определение тритерпеновых сапонинов проводили методом тонкосло но хроматографии на пластинках «Sorbfil» (РФ), ТУ 2611-17-89: 0,01 мл спиртового извлечения из
исследуемых материалов хроматографировали в системах хлороформ - этиловы спирт - вода (13 : 6 : 1); н.бутанол - уксусная кислота - вода (10 : 3 : 5); н.пропанол - 1% аммони (3 : 1).
Хроматограмму высушивали на воздухе и рассматривали при дневном свете после обработки 20%-м раствором H2SO4 и после нагревания в сушильном шкафу при t=1150C в течение 15 минут. Идентификацию тритерпеновых сапонинов, выделенных из корне овса проводили по характеру окраски и флуоресценции пятен, согласно литературным данным [7].
Количественное определение суммы сапонинов проводили спектрофотометрическим методом, в пересчете на олеаноловую кислоту при длине волны 255 нм на микропланшетном фотометре Multiscan EX [5].
Статистическая обработка данных выполнена с использованием программы Microsoft Office Excell 7.
Результаты и их обсуждение
Результаты качественных реакций исследуемых образцов овса посевного на наличие тритерпеновых сапонинов представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Результаты проведения качественных реакций исследуемых образцов на наличие тритерпеновых сапонинов
Качественная реакция Результаты реакции
Лиофильны порошок, полученный из корне сорта «Тюменски голозерный » Лиофильны порошок, полученный из корней сорта «С1 1580»
реакция на пенообразование в обеих пробирках пена, равная по объему и стойкости в обеих пробирках пена, равная по объему и сто кости
реакция осаждения со средним ацетатом свинца образование осадка белого цвета образование осадка белого цвета
реакция Лафона при нагревании сине-зеленое окрашивание при нагревании сине-зеленое окрашивание
реакция с нитратом натрия и концентрированно серной кислотой кроваво-красное окрашивание кроваво-красное окрашивание
Если при реакции образуется пена, равная по объему и стойкости, то это говорит о наличии тритерпеновых сапонинов. При добавлении к 2 мл раствора лиофильного порошка, полученного из корней овса посевных сортов «Тюменский голозерный» и «С1 1580», несколько капель среднего ацетата свинца образуется белый осадок. По реакции Лафона к 2 мл раствора лиофильного порошка, исследуемых сортов, прибавляли 1 мл концентрированно серно кислоты, 1 мл этилового спирта и 1 каплю 10%-ного раствора сернокислого железа, нагревали. Наблюдали сине-зеленое окрашивание. К 2 мл раствора лиофильного порошка прибавляли 1 мл 10%-ного раствора нитрата натрия и 1 каплю концентрированно серно кислоты. Появлялось кроваво-красное окрашивание. Полученные результаты подтверждают наличие тритерпеновых сапонинов, выделенных из корне овса посевного.
Результаты идентификации тритерпеновых сапонинов лиофильного порошка из корне овса посевного по характеру окраски и флуоресценции пятен методом тонкосло но хроматографии на пластинках «8огЫШ» в системах: хлороформ -
этиловый спирт - вода (13:6:1) ; н.бутанол - уксусная кислота - вода (10:3:5); н.пропанол - 1% аммоний (3:1) представлены в таблице 2.
При анализе исследуемых образцов методом ТСХ было подтверждено наличие в спиртовом извлечении лиофильного порошка, полученного из корне овса посевного неусто чивого сорта «Тюменски голозерный» и устойчивого сорта «С1 1580»
тритерпеновых сапонинов.
Таблица 2 - Результаты идентификации тритерпеновых сапонинов в спиртовом извлечении лиофильного порошка,
полученного из корне овса посевного
Образец Система растворителей для хроматографирования Хроматограмма после проявления 20%-м раствором H2SO4 Rf
цвет пятен в видимом свете цвет пятен после нагревания
Спиртовое извлечение лиофильного порошка, полученного из корней овса посевного неустой чивого сорта «Тюменский голозерный » хлороформ - этиловый спирт -вода (13:6:1) бесцветный фиолетовый 0,48
н.бутанол - уксусная кислота -вода (І0:3:5) бесцветный розово-фиолетовый 0,67
н.пропанол - 1% аммоний (3:1) бесцветный темно-фиолетовый 0,75
Спиртовое извлечение лиофильного порошка, полученного из корней овса посевного устой чивого сорта «С11580» хлороформ - этиловый спирт -вода (13:6:1) бесцветный фиолетовый 0,48
н.бутанол - уксусная кислота -вода (10:3:5) бесцветный розово-фиолетовый 0,67
н.пропанол - 1% аммоний (3:1) бесцветный темно-фиолетовый 0,75
Поскольку основные методы определения
содержания тритерпеновых сапонинов основаны на физико-химических сво ствах их агликона -олеанолово кислоты - наиболее реакционноспособной составляющей молекул, определяющей их биологическую активность, целесообразным было бы использовать именно агликон в качестве стандартного образца. Подобны подход широко используется для решения задач анализа веществ природного
происхождения. Поэтому для количественного
определения тритерпеновых сапонинов, выделенных из корне овса посевного усто чивого и неусто чивого сортов в пересчете на олеаноловую кислоту был использован метод спектрофотомерии. Установлено, что общее содержание тритерпеновых сапонинов в лиофильном порошке, полученном из корне неусто чивого сорта «Тюменски голозерны » в пересчете на олеаноловую кислоту составило, 0,048±0,012%, а содержание
тритерпеновых сапонинов в лиофильном порошке, полученном из корней устойчивого сорта «С1 1580» в пересчете на олеаноловую кислоту составило, 0, 061±0,017%.
Выводы
Методом качественных и количественных реакций установлено наличие тритерпеновых сапонинов в лиофильном порошке, полученном из корне устойчивого сорта овса «С11580» и неустойчивого сорта овса «Тюменский голозерный». Большее их количество отмечено в лиофильном порошке, полученном из корне усто чивого сорта овса «С1580» - 0,061±0,017%, а в лиофильном порошке, полученном из корне неусто чивого сорта овса «Тюменски голозерны » - 0,048±0,012% в пересчете на олеаноловую кислоту.
Из литературных источников известно, что тритерпеновые сапонины оказывают большое влияние на проницаемость растительных клеток, что связано с их поверхностно активностью. Определенные концентрации сапонинов ускоряют прорастание семян, рост и развитие растени , а концентрированные растворы тормозят, т.е. их де ствие напоминает де ствие ростовых гормонов. Кроме того тритерпеновые сапонины овса обладают антибактериальными сво ствами. Поэтому могут использоваться для получения средств защиты растений [2].
В ходе дальней шей работы планируется получение тритерпеновых сапонинов из корне овса посевного, а
также подбор оптимальных концентраций сапонинов для получения средств защиты растений и средств, которые действуют наподобие ростовых гормонов.
Литература
1. Анисимов, М.М., Чирва В.Я. О биологической
роли тритерпеновых гликозидов / М.М. Анисимов,
B.Я. Чирва // Усп. совр. биол.,1980. - Т. 6 - № 3. -
C. 351-364.
2. Георгиевский, В.Н. Биологически активные
вещества лекарственных растени /
В.Н. Георгиевский, П.Ф. Комиссаренко, С.Е. Дмитрук - Новосибирск: Наука, Сиб. отделение. - 1990. -333 с.
3. Казаков, А. Л. Биологически активные вещества целебных и пищевых растени и их фармакологическая активность / А.Л. Казаков, Б.Х. Хацуков - Нальчик: КБНЦ РАН, 2002. - 68 с.
4. Лутова Л.А. Генетика развития растений / Л.А. Лутова, Н.А. Проворов, О.Н. Тиходеев, И.А. Тихонович, Л.Т. Ходжайнова, С.О. Шишкова; под ред. чл.-кор. РАН С.Г. Инге-Вечтомова. - СПб.: Наука, 2000. - 539 с.
5. Писарев, Д.И. Сапонины и их определение в
корневищах аралии маньчжурско в условиях Белгородско области / Д.И. Писарев,
Н.А. Мартынова, Н.Н. Нетребенко, О.О. Новиков, В.Н. Сорокопудов // Химия растительного сырья. -2009. - № 4. - С. 197-198.
6. Сокольски , И.Н. Фармакогнозия: Учебник / И.Н. Сокольски , И.А. Самылина, Н.В. Беспалова -М.: Медицина, 2003. - 480 с., ил.
7. Ладыгина, Е.Я. Химически анализ
лекарственных растени : учебн. пособие для
фармацевтических вузов / Е.Я. Ладыгина, Л.Н. Сафронович, В.Э. Отряшенкова и др.; под ред. Н.И. Гринкевич, Л.Н. Сафронович - М.: Высшая школа, 1983. - 176 с., ил.
8. Haralampidis, K. Biosynthesis of triterpenoid saponins in plants. Adv. Biochem. Eng. / K. Haralampidis, M. Trojanowska and A.E. Osbourn Biotechnology, 2001 - 75: 31-49.
9. Osbourn, A.E. Triterpenoid saponin biosynthesis in plants / A.E. Osbourn and K. Haralampidis (2002) Recent Adv. Phytochem., 2002 - 75: 31-49.
10. Morrissey, J.P. Fungal resistance to plant antibiotics as a mechanism of pathogenesis / J.P. Morrissey and A.E. Osbourn - Microbiol. Mol. Biol. Revs., 1999 - 63: 708-724.
Вестник Орел Г Ay
апрель
№2(35)
2012
Теоретический и научно-практический журнал. Основан в 2005 году
Учредитель и издатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Орловский государственный аграрный Университет»_______________________________________________________
Редакционный совет:
Парахин Н.В. (председатель) Амелин А.В. (зам. председателя) Астахов С.М.
Белкин Б.Л.
Блажнов А.А.
Буяров В.С.
Гуляева Т.И.
Гурин А.Г.
Дегтярев М.Г.
Зотиков В.И.
Иващук О.А.
Козлов А.С.
Кузнецов Ю.А.
Лобков В.Т.
Лысенко Н.Н.
Ляшук Р.Н.
Мамаев А.В.
Масалов В.Н.
Новикова Н.Е.
Павловская Н.Е.
Попова О.В.
Прока Н.И.
Савкин В.И.
Степанова Л.П.
Плыгун С.А. (ответств. секретарь) Золотухина О.А. (редактор)
Адрес редакции:
302019, г. Орёл, ул. Генерала Родина, 69.
Тел.: +7 (4862) 45-40-37 Факс: +7 (4862) 45-40-64 E-mail: nichogau@yandex.ru Сайт журнала: http://ej.orelsau.ru Свидетельство о регистрации ПИ №ФС77-21514 от 11.07.2005 г.
Специалист регионального методического центра по УДК: Служеникина А.М. Технический редактор: Мосина А.И.
Сдано в набор 27.03.2012 г. Подписано в печать 26.04.2012 г. Формат 60x84/8. Бумага офсетная. Гарнитура Та мс.
Объём 19,3 усл. печ. л. Тираж 300 экз. Издательство Орел ГАУ, 302028, г. Орёл, бульвар Победы1, 19. Лицензия ЛР №021325 от 23.02.1999 г.
Журнал рекомендован ВАК Минобрнауки России для публикаций научных работ, отражающих основное научное содержание кандидатских и докторских диссертаций
Содержание номера
Научное обеспечение развития растениеводства Лысенко Н.Н., Лысенко С.Н., Наумкин В.П. Экологические предпосылки формирования
вредной энтомофауны соевого агроценоза в Орловской области............................. 2
Кузнецов И.И., Амелин А.В. Потенциальные возможности подукционного процесса растений у сортов сои северного экотипа в условиях центрально-черноземного региона
России................................................................................. 11
Кирсанова Е.В., Злотников А.К., Цуканова З.Р., Васильчиков А.Г., Головина Е.В., Чекалин Е.И., Можарова И.П., Дарюга К.В. Экзогенная регуляция роста и развития
растений сои сорта Ланцетная в условиях Орловской области.............................. 14
Синеговский М.О. Факторы эффективного возделывания сои в хозяйствах Амурской
области................................................................................ 19
Мельник А.Ф., Мартынов А.Ф. Формирование урожайности и качества зерна озимой
пшеницы................................................................................ 23
Забродкин А.А. Влияние различных способов обработки почвы на урожайность и качество
зерна озимой пшеницы................................................................... 28
Титова Е.М., Внукова М.А. Эффективность комплексного применения удобрений и
гербицида димесол на посевах ярового ячменя............................................ 32
Глинушкин А.П. Кончиковый бактериоз яровой пшеницы на Южном Урале...................... 36
Захарова М.В., Новик Н.В., Яговенко Т.В. Особенности организации мониторинга за
проявлением алкало идности люпина при производстве его оригинальных семян.............. 38
Агаркова С.Н., Беляева Р.В., Беляева Ж. А., Г оловина Е.В., Сулимов В.В., Павловская Н.Е., Коломейченко А.С. Продукционный процесс сортов люпина и его
оптимизация путем использования регуляторов роста и развития........................... 40
Гнеушева И.А., Солохина И.Ю., Горькова И.В., Павловская Н.Е. Фотосенсибилизирующее де йствие гречихи и продуктов ее биотехнологической переработки.. 45 Павловская Н.Е., Солохина И.Ю., Гнеушева И.А. Исследование тритерпеновых сапонинов,
полученных из корней овса посевного AVENA SATIVA L..................................... 48
Богомолов А.А. Посевные качества семян люцерны изменчивой после обработки посевов
регуляторами роста и микроудобрениями в северном Зауралье.............................. 51
Титаренко А.В., Титаренко Л.П., Козлов А.А., Вертий Н.С. Характер проявления
автофертильности у аллополиплоидной озимой ржи......................................... 54
Трухан О.В. Биологические особенности цветения овсяницы красной (FESTUCA RUBRA L.) 56 Пономарев С.Г. Ресурсосберегающие технологии использования вторичного сырья
крупяного производства................................................................. 60
Самородский В.А., Федоренкова Н.М. Особенности управления конкурентоспособностью
на рынке продукции льноводства......................................................... 63
Маремуков А.А. Структурные преобразования в плодово-ягодном подкомплексе АПК и их
влияние на его развитие................................................................ 67
Сковородников Д.Н., Райков И.А., Челяев Д.Н. Адаптация полученных in vitro растений
малины к нестерильным условиям......................................................... 70
Козлова Е.А. Биопрепараты в защите смородины черно й................................... 73
Г ригорьева Л.В., Балашов А.А. Урожай и архитектоника корнево й системы деревьев яблони
в саду разной плотности посадки........................................................ 76
Новикова А.С. Продуктивность агроэкосистем в связи с изменением интенсивности и направленности на биологические процессы под влиянием современных обработок почвы.. 79
Митусов А.В., Митусова О.Е., Лопачев Н.А. Особенности пространственного
распределения органического углерода почвы............................................. 83
Небытов В.Г., Кузнецова Е.А. Влияние фосфорных и органических удобрений на фосфатное
состояние почвы и урожай культур в севообороте......................................... 87
Степанова Л.П., Моисеева М.Н., Цыганок Е.Н., Коренькова Е.А. Экологические последствия сжигания сельскохозя ственных отходов на состояние плодородия пахотных
почв................................................................................... 93
Наумкин В.П., Донской М.М. Морфобиологические особенности чины посевной
(LATHYRUS SATlVUS L.) в условиях Центрально-Черноземного региона России................ 97
Амелин А.В., Чекалин Е.И., Кондыков И.В., Дмитриева Е.А. Активность световых и
темновых реакций фотосинтеза у генотипов чечевицы обыкновенной......................... 102
Экономические аспекты развития аграрного производства Прока Н.И., Волченкова А.С. Сравнительный анализ уровня производительности труда в
аграрном секторе экономики............................................................. 106
Злобин Е.Ф., Тришкина Е.С. Экономическая оценка эффективности использования
производственных ресурсов в сельском хозяй стве Орловско й области..................... 113
Быков Р.А., Лытнева Н.А. Риск в системе оплаты труда работников организации............ 117
Дерунова Е.А. Методические подходы к оценке эффективности научно-технических
проектов в системе продвижения научных достижени й в сельском хозя й стве.............. 123
Наумов А.И., Полухин А.А. Основные проблемы повышения эффективности труда в условиях техническо и технологическо модернизации сельского хозя ства Орловско
области................................................................................ 127
Парушина Н.В., Лытнева Н.А. Система показателей экономики труда в управлении
кадровым потенциалом организации....................................................... 131
Докальская В.К., Полянин А.В. Развитие социальной сферы, как фактор повышения
качества рабочей силы.................................................................. 136
Лытнева Н.А. Системы оплаты труда на предприятиях реального сектора экономики.......... 139
Никитин Б.А., Суслов С.А. Анализ эффективности развития зерновой подотрасли
Нижегородской области с 1995 по 2010................................................... 144
Миколайчик И.Н., Морозова Л.А., Матасов А.А. Современные технологии повышения эффективности выращивания молодняка КРС................................................ 149
© ФГБОУ ВПО Орел ГАУ, 2012
