CC BY
27ФАРМАКОГНОЗИЯ И БОТАНИКА
А.Г. Бузук1, Р.А. Юрченко1, Г.Н. Бузук2 ИЗМЕНЧИВОСТЬ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ЭФИРНОГО МАСЛА
THYMUS PULEGIOIDES L.
белорусский государственный университет, Минск 2Витебский государственный медицинский университет
В результате хромато-масс-спектрометрического анализа травы тимьяна блошиного — Thymus pulegioides L. установлено, что основными компонентами эфирного масла являются а-терпинен (0-14,93%), у-терпинен (0-19,99%), р-цимен (025,91%), метиловый эфир тимола (0-8,64%), в-кариофиллен (0-19,69%), метиловый эфир карвакрола (0-22,17%), в-бисаболен (0-13,74%), тимол (0,21-40,60%) и карвакрол (15,44-77,71%). С помощью кластерного анализа выделено 5 хемотипов T. pulegioides L., среди которых преобладают хемотипы с высоким содержанием карвакрола.
Ключевые слова: виды тимьяна, Thymus pulegioides L., эфирное масло, тимол, карвакрол.
ВВЕДЕНИЕ
К лекарственным растениям, достаточно широко распространенным на территории Республики Беларусь, относится чабрец или тимьян обыкновенный или ползучий. Во флоре Республики Беларусь (РБ) род тимьян (Thymus) представлен тремя видами [1]: Thymus pulegioides L. (T. ucrainicus (Klok. et Shost.) Klok.; Thymus ovatus Mill.) - Т. блошиный (Т. украинский, Т. яйцевидный), T. serpyllum L. - Т. ползучий или обыкновенный и T. Marschallianus L. - Т. Маршалла. К наиболее распространенным видам относятся тимьян блошиный и тимьян ползучий [1].
Исторически сложилось так, что источником сырья Serpylli herba считается Thymus serpyllum L., а основными компонентами эфирного масла, обусловливающего терапевтический потенциал травы чабреца, - тимол и карвакрол [2].
Вместе с тем, при изучении химической изменчивости эфирного масла Thymus serpyllum L., произрастающего на территории РБ, нами было установлено, что основными компонентами эфирного масла являются камфен (1,75-12,62%), Р-мирцен - (2,26-14,61%), 1,8-цине-
ол (0-23,12%), камфора (4,24-27,59%), Р-кариофиллен (1,12-22,64%), (-)-борнеол (2,02-33,39%), кариофиллен оксид (3,7928,7%), а доля тимола и карвакрола в составе эфирного масла составляет всего
0-3,59% и 0-3,69%, соответственно, что ставит под вопрос пригодность Thymus serpyllum L. в качестве источника сырья для травы чабреца Serpylli herba [3]. Подобного рода данные относительно состава эфирного масла чабреца ползучего получены исследователями сопредельных с Республикой Беларусь государств [4-6].
Кроме того, нами также было установлено, что позиционируемая как сырье Serpylli herba трава происходит в ряде случаев от тимьяна блошиного и отличается достаточно высоким содержанием карва-крола в составе эфирного масла [2].
В связи с этим представляло значительный интерес провести оценку химического состава эфирного масла тимьяна блошиного T. pulegioides L. (T. ucrainicus (Klok. et Shost.) Klok.), произрастающего на территории Республики Беларусь, в качестве возможного заменителя T. serpyllum L.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Образцы травы тимьяна для исследования собраны в течение лета 2011 г. на территории Республики Беларусь (табл.
1, рис. 1) в фазу цветения и подвергнуты естественно-теневой сушке. Для географической привязки и получения координат местообитаний применяли топографические карты и GPS (Global Positioning System). До фитохимического анализа образцы травы хранили в бумажных пакетах.
Таблица 1 - Районы и географические координаты мест взятия образцов лекарственного
сырья Thymus pulegioides L, 2011
№ Район Широта,° Долгота, о
1 Витебская обл., окр. д. Белыновичи 55.258740 30.415030
2 Витебская обл., окр. д. Комунарка 55.243960 30.383060
3 Витебская обл., окр. д. Мишутки 55.315650 30.577240
4 Витебская обл., долина р. Витьба 55.255850 30.412430
5 Витебская обл., окр. д. Лебартово 55.241490 30.468330
6 Минская обл., окр. д. Ржавка 53.232434 27.026158
7 Витебская обл., долина р. Сильница 55.249870 30.392500
8 Витебская обл., долина р. Витьба 55.247850 30.392600
9 Витебская обл., окр. д. Руба 55.289770 30.288770
10 Витебская обл., долина р. Сильница 55.254200 30.414540
11 Витебская обл., окр. д. Руба 55.288830 30.290610
12 Могилевская обл., окр. д. Горы 53.222808 31.557368
13 Могилевская обл., окр. д. Рыжковичи 53.885161 30.437774
14 Гродненская обл., окр. п. Сморгонь 54.486467 26.439116
15 Витебская обл., окр. п. Миоры 55.641865 27.625676
16 Минская обл., окр. п. Молодечно 54.292544 26.851611
17 Могилевская обл., окр. д. Горы 54.272431 31.211457
18 Витебская обл., окр. д. Вишни 54.888000 30.527148
19 Брестская обл., окр. д. Приозерная 53.106281 25.906309
20 Витебская обл., окр. д. Камоски 55.043506 29.395332
21 Минская обл., окр. г. Солигорск 52.779810 27.528281
22 Витебская обл.. окр. г. Чашники 54.853492 29.118044
23 Гродненская обл., окр. д. Горница 53.594590 23.929330
24 Витебская обл., окр. д. Обруб 55.211490 28.168520
25 Витебская обл., окр. д. Боровка 54.960750 28.803550
Рисунок 1 - Локализация мест взятия образцов Thymus pulegioides L. на территории Республики Беларусь, 2011 (№ см. в табл. 1).
Для определения состава эфирного масла навеску измельченного растительного сырья массой около 4 г помещали в плоскодонную колбу емкостью 100 мл и приливали 80 мл диэтилового эфира, закрывали пробкой и помещали в ультразвуковую ванну на 15 минут при температуре 20°С. Полученный экстракт отфильтровали через стеклянный фильтр. Из полученного экстракта эфир отгоняли на роторном испарителе.
Полученную фракцию липофильных веществ, также содержащую и эфирное масло, исследовали с помощью хроматомасс-спектрометрического комплекса
(НР58908П5972М8). Использовали 60-метровую кварцевую колонку HP-INNOWax с внутренним диаметром 0,2 мм и толщиной пленки неподвижной полярной фазы
0,2 цм. Процентный состав эфирных масел вычисляли по площадям газо-хроматогра-фических пиков без использования корректирующих коэффициентов. Качественный анализ основан на сравнении времен удерживания и полных масс-спектров с соответствующими данными компонентов эталонных масел и чистых соединений, если они имелись, и с данными библиотеки масс-спектрометрических данных WileyF275(275000 масс-спектров) и каталогов [7-8].
Всего в эфирных экстрактах исследованных образцов тимьяна блошиного с помощью газожидкостной хроматографии и масс-спектрометрии обнаружено более 100 соединений. Из них идентифицировано 36 (табл. 2).
Основными компонентами отно-
сительно суммы идентифицированных компонентов эфирного масла являются а-терпинен (0-14,93%), у-терпинен (019,99%), р-цимен (0-25,91%), метиловый эфир тимола (0-8,64%), Р-кариофиллен (0-19,69%), метиловый эфир карвакро-ла (0-22,17%), Р-бисаболен (0-13,74%), тимол (0,21-40,60%) и карвакрол (15,4477,71%). В целом, для состава эфирного масла исследованного вида чабреца характерна высокая вариабельность содержания компонентов, вплоть до их полного отсутствия.
Обращает на себя внимание факт присутствия в составе эфирного масла тимьяна блошиного практически всех промежуточных соединений конечных этапов биосинтеза фенольных монотер-пеноидов.
В общем виде путь биосинтеза фенольных соединений эфирного масла тимьяна блошиного можно представить следующим образом (рис. 2) [11]:
Нами предпринята попытка группировки полученных данных по химическому составу эфирного масла тимьяна блошиного. С этой целью был применен кластерный анализ. Полученные данные представлены на рис. 3.
Кластерный анализ химического состава эфирного масла тимьяна блошиного показал, что распределение всей совокупности исследованных образцов Т. pulegioides Ь. формирует пять групп (рис. 3). Это дает основание выделить следующие хемотипы исследованного вида тимьяна по принципу преобладания в составе эфирного масла основных компонентов:
Рисунок 2 - Биосинтез фенольных соединений эфирного масла тимьяна блошиного
1 - тимол + карвакрол + р-цимен + Р-кариофиллен (4, 5, 22, 14);
2 - карвакрол + р-цимен + а-терпинен (8, 24, 25);
3 - карвакрол + у-терпинен + Р-кариофиллен (6, 9, 10);
4 - карвакрол + метиловый эфир кар-вакрола (11, 12, 15, 16, 1, 3, 17, 20);
5 - карвакрол (13, 18, 19, 21, 2, 7, 23).
Общей особенностью всех выделенных хемотипов является присутствие в их составе, наряду с перечисленными выше соединениями, значительных количеств
Р-бисаболена.
Что касается представляющих наибольший интерес ароматических компонентов - тимола и карвакрола, то лишь около 25 % из всех исследованных образцов содержат оба эти вещества в значительных количествах.
Во всех остальных случаях в составе эфирного масла количественно преобладает карвакрол. Данный факт представляет значительный интерес, поскольку с точки зрения фармакологического действия карвакрол имеет определенные
Таблица 2 - Состав эфирного масла травы Thymuspulegioides L. по данным
хромато-масс-спектрометрии
Соединение № образца(табл. 1)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Камфен 1,0 2,1 0,1 0,8 0,4 0,б
Р-Пинен 0,1 0,1 0,б 0,1 1,4 0,1 0,1 0,4
Сабинен 0,5 0,1 0,1
Р-Мирцен 0,7 1,2 0,б 0,4 0,8 0,8 0,8 0,9 0,8 0,9
а-терпинолен 0,2 0,1 0,3
а-Терпинен 0,9 0,5 0,2 0,5 0,3 0,2 14,9 2,4 1,4 1,3 1,4 0,2
Р-Фелландрен 0,1 1,4
у-Терпинен 8,5 3,4 1,8 5,6 15,0 9,3 6,0 9,7 2,2 15,6 9,4 3,2
р-Цимен 9,9 4,1 7,8 17,1 10,3 12,8 4,0 0,3 5,9 9,1
нео-алло-Оцимен 0,б
Іхаш^аЬіпепеЬу^аІе 0,5 0,9 0,б 1,3 0,8 0,5 1,3 0,8 0,8 0,9
а-Копаен 0,1 0,1 0,2 0,1 0,2
цис-Сабинен гидрат 0,1 0,3 0,2 1,0 0,2 0,2
Линалоол 1,0 0,5 0,9 0,б 0,7 0,4 0,7
(-)-Борнил ацетат 1,7
Тимил метиловый эфир 2,5 2,7 4,2 0,5 3,4 1,0 1,1 8,6 1,4 1,1
Р-Кариофиллен 12,3 11,7 16,2 2,8 19,7 0,2
Карвакрол метиловый эфир 16,4 17,4 1,6 17,5 17,0 2,2
Транс-Р-Фарнезен 0,3 0,1 0,2 0,1 0,2 0,1 0,2
а-Гумулен 0,3 0,2 0,5 0,2 0,2 0,4
Борнеол 4,б 4,3 0,3 2,8 3,1
Гермакрен-Б 0,9 1,5 0,б 0,3 0,4 0,5 0,4 0,3 1,4 1,0 1,0 0,4 0,8
Р-Бисаболен 11,6 7,1 11,3 7,1 7,3 9,3 11,8 6,1 13,1 11,8 7,8 11,4 13,5
а-Фарнезен 0,3 0,3 0,2 0,1 0,3
Д-Кадинен 0,4 0,2 0,3 0,2 0,2 0,2 0,2 0,3 0,3 0,8 0,3 0,4
а-аморфен 0,2 0,2 0,1 0,1 0,2 0,3 0,2 0,3
Р-Сесквифелландрен 0,3 0,3 0,3 0,4
цис-а-Бисаболен 0,3 0,4 0,3 0,2
Гераниол 0,5 0,б 2,0
р-Цимен-8-ол 0,3 0,8 0,3 0,7 0,1 0,2 0,1
Карвакрол ацетат 0,1 0,1
Кариофиллен оксид 1,9 5,8 2,1 2,7 0,7 1,б 2,б 1,0 1,4 0,9 0,9 1,8
Гермакрен-Б-4-ол
Тимол 0,5 2,4 0,8 37,9 30,3 12,6 1,1 5,2 0,7 18,7 0,2 1,5 8,3
Карвакрол 55,1 55,4 62,5 24,8 15,4 42,6 57,9 38,2 43,4 46,7 41,8 44,2 63,5
Камфен гидрат 0,1
Таблица 2 (продолжение)
Соединение № образца (табл. 1)
14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
Камфен 0,1 0,1 0,1
Р-Пинен 0,1 0,1 0,2 0,3 0,1 0,2 0,2
Сабинен
Р-Мирцен 0,3 0,5 0,5 0,3 0,S 1,0 0,4 1,7 0,5 0,S 0,6 0,5
а-терпинолен 0,6 0,2 0,9 0,1
а-Терпинен 0,1 0,3 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 2,0 0,3 1,0 1,2
Р-Фелландрен 0,2 0,1 0,1 0,3
у-Терпинен 2,0 2,5 9,5 3,4 2,4 3,2 3,0 2 8,5 9,3 6,9 6,5
р-Цимен 9,6 4,6 13,9 8,3 0,9 10,7 5,6 9,0 25,9 24,8
нео-алло-Оцимен 0,2 0,5 0,1 0,7
Іхаш^аЬіпепеЬу^аІе 0,6 0,5 0,3 1,0 0,7 0,5 1,0 0,S 0,S 1,3
а-Копаен 0,2 0,2 0,2 0,3 0,3
цис-Сабинен гидрат 0,2 0,2 0,2 0,5
Линалоол 0,5 0,5 1,2 0,5 0,4
(-)-Борнил ацетат
Тимил метиловый эфир 2,8 0,2 0,7 0,2 0,6 0,4 0,2 2,7 1,8 0,9 1,0 0,9
Р-Кариофиллен 4,5 16,3 3,3
Карвакрол метиловый эфир 2,4 22,2 21,0 13,4 2,4 2,6 15,3 1,9 2,6 2,9
Транс-Р-Фарнезен 0,4 0,2 0,2 0,2 0,1 0,1
а-Гумулен 0,2 0,2 0,3 0,3 0,4 0,2 0,2
Борнеол
Гермакрен-Б 0,4 0,2 1,1 0,5 0,3 0,3 1,0 0,6 0,3 0,4 0,4
Р-Бисаболен 12,5 11,6 5,4 11,7 9,2 7,3 11,5 8,3 11,3 13,3 13,7
а-Фарнезен 0,6 0,2 0,2 0,3 0,2
5-Кадинен 0,4 0,2 0,5 0,4 0,3 1,1 0,2 1,3 0,3 0,5 0,6 0,S
а-аморфен 0,6 0,2 0,2 0,1 0,2 0,4 0,3
Р-Сесквифелландрен 0,3 0,2 0,4 0,3 0,2
цис-а-Бисаболен 0,1 0,2
Гераниол 1,4 2,0
р-Цимен-8-ол 0,3 0,2 0,1 0,1 0,2 0,1 0,1 0,4 0,3
Карвакрол ацетат 0,1 0,6
Кариофиллен оксид 2,4 2,6 2,5 0,9 0,6 1,0 0,4 1,3 1,0 1,2 1,4
Гермакрен-Б-4-ол
Тимол 40,6 1,0 1,4 1,0 3,6 1,4 2,6 1,0 27,6 4,4 11,9 10,1
Карвакрол 35,5 51,4 36,0 65,5 72,4 77,7 57,2 44,9 30,8 56,1 29,3 33,3
Камфен гидрат
преимущества по сравнению с тимолом как в отношении спектра биологической активности, так и меньшей токсичности [9-13]. Кроме того, тимьян блошиный отличается большим, по сравнению с чабрецом ползучим, накоплением эфирного масла - 0,11-1,4% и 0,12-0,27%, соответственно [14].
Таким образом, среди таксономических форм, входящих в комплекс Т. serpyllum Ь s. 1., тимьян блошиный T. pulegioides Ь. представляет собой наиболее перспективный для лекарственно-
го использования вид. Привязка Serpylli herba в качестве источника сырья конкретно к Thymus pulegioides L., вместо Thymus serpyllum L. , является вполне оправданной и желаемой. Наиболее рациональным является включение в ГФ РБ [15] нового вида лекарственного сырья Thymi pulegioidi herba вместо Serpylli herba с внесением уточняющих изменений в соответствующие разделы фармакопейной статьи, что позволит избежать путаницы и недоразумений, возникающих при заготовке и анализе травы чабреца.
я О т- М (С Ml
Рисунок 3 - Дендрограмма кластерного анализа матрицы данных химического состава эфирного масла Thymus pulegioides L.
ВЫВОДЫ
1. Основными компонентами эфирного масла Thymus pulegioides L., произрастающего на территории РБ, являются а-терпинен (0-14,93%), у-терпинен (019,99%), р-цимен (0-25,91%), метиловый эфир тимола (0-S,64%), Р-кариофиллен (0-19,69%), метиловый эфир карвакро-ла (0-22,17%), Р-бисаболен (0-13,74%), тимол (0,21-40,60%) и карвакрол (15,4477,71%).
2. На территории Беларуси выявлено пять хемотипов T. pulegioides L., среди которых преобладают хемотипы с высоким содержанием карвакрола.
3. Высокая вариабельность химического состава тимьяна блошиного представляет значительный интерес в плане отбора и селекции определенных хемотипов этого вида с их последующим введением в промышленную культуру.
4. Является целесообразным включение в ГФ РБ нового вида лекарственного сырья Thymi pulegioidi herba вместо Serpylli herba с внесением уточняющих изменений в соответствующие разделы фармакопейной статьи на сырье чабреца трава.
SUMMARY
A.G. Buzuk, R.A. Yurchenko, G.N. Buzuk VARIATION Of CHEMICAL COMPOSITION Of ESSENTIAL OIL THYMUS PULEGIOIDES L.
As a result of chromato-mass spectro-metric analysis of the herb thyme - Thymus pulegioides L., it was found that the main components of essential oil are a-terpinene (0-14,93%), y-terpinene (0-19,99%), p-ci-mene (0-25,91%), thymol methyl ether (08,64%), P-caryophyllene (0-19,69%), car-vacrol methyl ether (0-22,17%), P-bisabolene (0-13,74%), thymol (0,21%-40,60%) and car-vacrol (15,44-77,71%). Using cluster analysis it was identified 5 chemotypes T. pulegioides L., dominated by high-carvacrol chemotypes.
Keywords: kinds of thyme, Thymus pulegioides L., essential oil, thymol, carvacrol.
ЛИТЕРАТУРА
1. Определитель высших растений Беларуси / Под ред. В.И. Парфенова. - Мн., Дизайн ПРО, 1999. - 472 с.
2. Фармакогностический анализ травы чабреца - Serpylli herba / А.Г. Бузук [и др.] // Вестник фармации. - 2010. - № 4. - С.33-37.
3. Сравнительный фармакогностиче-ский анализ травы чабреца / А.Г. Бузук [и
др.] // Вестник фармации. - 2011. - № 3. -С.19-25.
4. Content and composition of the essential oil of Thymus serpyllum L. growing wild in Estonia / A.Raal [et al] // Medicina (Kaunas). -2004. - Vol. 40. - N 8. - P. 795-800.
5. Mockute, D. The main citral-geraniol and carvacrol chemotypes of the essential oil of Thymus pulegioides L. growing wild in Vilnius district (Lithuania) / D. Mockute, G.Bernotiene // J. Agric. Food Chem. - 1999. - Vol. 47. - N 9. - P. 3787-3790.
6. Loziene, K. Chemical composition of the essential oil of different varieties of thyme (Thymus pulegioides) growing wild in Lithuania / K. Loziene, J. Vaiciuniene, P.R. Venskutonis // Biochemical Systematics and Ecology. - 2003. - Vol. 31. - P. 249-259.
7. McLafferty, F.W. The Wiley NBS Registry of Mass Spectral Data / F.W. McLafferty, D.B. Stauffer // Wiley-Interscience, 1989. Vol. 1-7.
8. Eight Peak Index of Mass Spectra; Royal Society of Chemistry: University of Notinham, England, Third Edition, 1983. -Vol. 1-2.
9. Comparative Study on the Antioxidant and Biological Activities of Carvacrol, Thymol, and Eugenol Derivatives / J. Mastelic [et al] // J. Agric. Food Chem. - 2008. - Vol. 56. - P. 3989-3996.
10. Chemical Analysis and Antimicrobial Activities of the Essential Oils of Saturejathymbra L. and Thymbraspicata L. and their main components / T.Markovic [et al] // Arch. Biol. Sci., Belgrade. - 2011. -Vol. 63. - N 2. - P. 457-464.
11. Poulose, A.J. Biosynthesis of aromatic
monoterpenes: conversion of g-terpinene to p-cymene and thymol in Thymus vulgaris L. / A.J.Poulose, R.Croteau// Archives of Biochemistry and Biophysics. - 1978. - Vol. 187. - P. 307-314.
12. Mechanism of Antifungal Activity of Terpenoid Phenols Resembles Calcium Stress and Inhibition of the TOR Pathway/ A. Rao [et al] // Antimicrobial Agents and Chemotherapy. - 2010. - N 12. - P. 50625069.
13. Liposomal incorporation of carvacrol and thymol isolated from the essential oil of Origanum dictamnus L. and in vitro antimicrobial activity / C.C. Liolios [et al] // Food Chemistry. - 2009. - Vol. 112. - P.77-83.
14. Гогина, Е.Е. Род чабрец (тимьян) -Thymus L. / Е.Е. Гогина // Биологическая флора Московской области. - Вып. 2. М.: МГУ, 1975. - С. 137-170.
15. Государственная фармакопея Республики Беларусь. В 3 т. Т. 2. Контроль качества вспомогательных веществ и лекарственного растительного сырья / УП «Центр экспертиз и испытаний в здравоохранении»; под ред. А. А. Шерякова. - Молодечно: Типография «Победа», 2008. - 472 с.
Адрес для корреспонденции:
210023, Республика Беларусь, г. Витебск, пр. Фрунзе, 27,
Витебский государственный медицинский университет, кафедра фармакогнозии с курсом ФПК и ПК, тел. раб.: 8 (0212) 37-09-29, [email protected].
Бузук Г.Н.
Поступила 14.02.2012 г.
