CC BY
50
ИЗУЧЕНИЕ МАСЛИЧНОСТИ СЕМЯН И ПРИСЕМЯННИКОВ
EUONYMUS EUROPAEA L. И EUONYMUS VERRUCOSA SCOP.
И СОСТАВА ТРИАЦИЛГЛИЦЕРИДОВ
В.В. Вандышев1, Н.А. Трусов1, Л.И. Созонова1, В.И. Шейченко2
1 Кафедра ботаники, физиологии растений и агробиотехнологии, РУДН, ул. Миклухо-Маклая, 8/1, 117198, Москва, Россия 2Всероссийский НИИ лекарственных и ароматических растений, ул. Грина, 7, 117216 Москва, Россия
Исследовано морфолого-анатомическое строение семян и присемянников Euonymus europaea L. и Euonymus verrucosa Scop, в сравнительном аспекте. Определена маслич-ность семян и присемянников обоих видов. Установлены некоторые характеристики липидных фракций из семян и присемянников. Проведен анализ состава триацилглице-ридов масел семян обоих видов и присемянников Euonymus europaea с помощью ЯМР-спектроскопии. Выявлено, что состав триацилглицеридов масел семян и присемянников различен. В триацилглицеридах масел семян присутствует остаток уксусной кислоты.
Род бересклет (Euonymus L.) относится к семейству бересклетовые (Celastraceae Lindl.) и включает в себя около 200 видов, 19 из которых произрастают на территории бывшего СССР естественно и около 30 в условиях интродукции [9].
Бересклеты европейской части России соотносят к условноядовитым и малоизученным ядовитым растениям [12]. Токсические явления могут наблюдаться при приеме плодов бересклетов внутрь. Плоды обладают рвотным и сильным слабительным действием.
В народной медицине разных стран Европы [6] настой из зрелых плодов бересклетов используется как средство, стимулирующее половую деятельность. Кроме этого, настой плодов бересклета европейского употребляется для лечения малярии и запоров. Порошок из высушенных плодов бересклета европейского применяют для лечения чесотки [8].
Свежие зрелые плоды бересклета европейского под названием “Эво-нимус европея” разрешены в нашей стране для приготовления гомеопатических средств, используемых для лечения геморроя, запоров и метеоризма [2].
Плоды бересклетов исследуются на кафедре ботаники, физиологии растений и агробиотехнологии по программе изучения сочных масличных плодов (СМП) - плодов, накапливающих жирные масла в клетках сочных внесеменных тканей [15,16].
Плоды бересклетов имеют семена с сочными, накапливающими жирное масло, присемянниками [14]. Локализуясь вне семени, присемянник связан с ним своим происхождением, закладываясь у рубчика [9].
В литературе указано, что жирное масло, получаемое из семян бересклета европейского, относится к невысыхающим, его можно использовать для технических целей, в мыловарении и маргариновом производстве [3]. Доля жирного масла в семенах достигает 50-70%. Они богаты непредель-
ными кислотами: олеиновой, линолевой и линоленовой [1,13,19]. Данные
0 масличности плодов бересклетов в литературе весьма фрагментарны. Авторами не уточняется, как исследовались семена, вместе с присемян-никами или без них.
Также в литературе имеются данные по содержанию биологически активных соединений в плодах бересклетов: каротиноидов - 1,89-2,80 мг/г, токоферолов - 10,4-17,2 мг/г [10].
Перед нами стояли следующие задачи:
1 - изучение морфологических и анатомических особенностей семян и
присемянников бересклетов в сравнительном аспекте;
2 - определение содержания сырого жира (масличности) в семенах с уда-
ленными присемянниками и в присемянниках;
3 - получение липидных фракций семян и присемянников и изучение
состава содержащихся в них триацилглицеридов.
Для осуществления поставленных задач были выбраны 2 объекта, бересклет европейский (E.europaea L.) и бересклет бородавчатый {E.verrucosa Scop.). Плоды E.europaea были собраны в 2001г. в ботаническом саду МГУ и в 2003г. в дендрарии Главного ботанического сада им.
Н.В.Цицина РАН (ГБС РАН). Плоды E.verrucosa были собраны в 2002г. в окрестностях Тарусы и в 2003г. в дендрарии ГБС РАН.
Морфологические признаки изучались под микроскопом МБС-10, анатомические - с помощью микроскопа МБР-1 А. Для светового микроско-пирования готовились временные водные препараты, срезы делались бритвенным лезвием от руки. Рисунки выполнены с использованием окулярной сетки и рисовального аппарата РА-4.
Установлено, что семя E.europaea полностью прикрыто присемянни-ком (рис.1). Присемянник складчатый, двухслойный, каждый слой покрыт кутикулой. Клетки слоев вытянуты перпендикулярно семени. В клетках обильные, оранжевые жировые включения 2 видов: крупные разных размеров и мелкие одинаковые по величине. В клетках эндосперма и семядолей обильные, мелкие, оранжевые жировые включения.
Семя E.verrucosa прикрыто присемянником на 1 /2-2/3 (рис.2). Присемянник складчатый, многослойный, снаружи покрыт кутикулой. Клетки двух наружных слоев более мелкие, изодиаметрические. Клетки внутренних слоев крупнее, вытянутые перпендикулярно семени, с крупными межклетниками. В клетках ткани присемянника только мелкие, оранжевые жировые включения, причем в клетках внутренних слоев их меньше, чем в двух наружных. В клетках эндосперма и семядолей обильные, мелкие, оранжевые жировые включения.
Содержание сырого жира в семенах с удаленными присемянниками и отдельно в присемянниках определялось методом сухого обезжиренного остатка. Обезжиривание измельченных образцов сырья, высушенных до постоянной массы при температуре 60°С, проводилось в аппарате Со-кслета с использованием в качестве экстрагента хлороформа. Повторность анализов 4-кратная.
1 ММ
Рис. 1. Строение плода Е. europaea. А - раскрывшаяся коробочка, Б - семя, В - детали анатоми-ческого строения, поперечные срезы; I - поперечный разрез, II - продольный разрез; а - присемянник, б - периферическая часть семени (с - спермодерма, э - эндосперм), в -семядоля; 1 - стенка коробочки, 2 - семя в присемяннике, 3- тяж ткани коробочки, 4 -присемянник, 5 - зародыш, 6 - семяножка, 7 -эндосперм, 8 - эпидерма, 9 - жировые включения.
Рис. 2. Строение плода Б. verrucosa. А - раскрывшаяся коробочка, Б - семя, В - детали анатомического строения, поперечные срезы; I - поперечный разрез, II - продольный разрез; а - присемянник (вш.-внешняя сторона, вн. - внутренняя сторона), б - периферическая часть семени (с - спермодерма, э -эндосперм), в - семядоля; 1 - стенка коробочки, 2 -семя, 3- семяножка, 4 - присемянник, 5 - зародыш, 6 - эндосперм, 7 - полость, 8 - эпидерма, 9 - жировые включения.
Вычислялось содержание сырого жира в абсолютно сухом веществе (СВ). Экспериментальные данные обрабатывались методами вариацион-
ной статистики [7]. Результаты представлены в табл.1.
Таблица 1
__________________ Содержание сырого жира, % в СВ (1УШмт)___________________
Вид бересклета Е. europaea E.verrucosa
Год сбора 2001 г. 2003г. 2002г. 2003г.
Семена 44,70±0,85 39,27+0,83 50,19±2,26 47,23±1,57
Присемянники 54,64+1,18 53,98±1,72 9,56±2,16 7,40±4,80
Из табл. 1 видно, что масличность и семян, и присемянников варьирует по годам и местам сборов. Масличность семян обоих видов находится в пределах 40-50%. Масличность присемянников у Е.еигораеа превышает 50%. А присемянников Е. verrucosa меньше 10%, т.е. в 5 раз ниже.
Для получения липидных фракций из семян и присемянников использовали экстракцию навески измельченного сырья (масса навесок от 2 до 18 г) хлороформом в течение недели при комнатной температуре, при периодическом перемешивании. После фильтрации через бумажный фильтр, из извлечения растворитель удаляли с помощью роторного испарителя под вакуумом. Полученные остатки взвешивали и вычисляли выход липидной фракции от воздушно-сухого сырья. Результаты представлены в табл. 2.
Таблица 2
Выход липидной фракции, %_____________________________
Вид бересклета Е.еигораеа E.verrucosa
Г од сбора 2001г. 2003 г. 2002г. 2003г.
Семена 38 33 43 40
Присемянники 47 46 8 6
Из табл.2 видно, что выходы липидных фракций варьируют по годам и местам сбора. Выходы коррелируют с соответствующими уровнями масличности (табл. 1).
Липидные фракции семян обоих видов бересклетов представляли собой маслянистые, легкоподвижные, мутные жидкости, желто-зеленого цвета. Фракции липидов, полученные из присемянников Е.еигораеа -маслянистые, густые, прозрачные жидкости, красновато-оранжевого цвета. Липидные фракции присемянников E.verrucosa - по консистенции воскоподобные оранжевого цвета.
Определение подлинности и характеристика показателей качества жирных масел по принятым в НД на жирные масла методикам является трудоемким процессом и требуют для анализов значительных количеств масел, затрат времени на подготовку нужных реактивов, предварительную обработку масел (омыление масел, метилирование полученных кислот), наличия стандартных образцов высших жирных кислот или их метиловых эфиров. Традиционно при исследовании качественного состава высших жирных кислот, входящих в состав триацилглицеридов жирных масел, и соотношения между ними, используется метод газовой хроматографии метиловых эфиров или чистых жирных кислот, полученных после омыления жира.
Также для исследования состава триацилглицеридов жирных масел в литературе описан неразрушающий метод 'Н ЯМР-спектроскопии (Стихии и др., 1991; Вандышев и др., 1997; Шейченко и др., 2003).
Для каждой полученной липидной фракции в 2004 г. были сняты ЯМР-спектры (спектрометр Gemeni 200, Varian, США; раствор 50 мг вещества в 0,6 мл дейтерированного хлороформа).
В ЯМР-спектрах липидных фракций из семян обоих видов и из присе-мянников Е.еигораеа имеются сигналы олефиновых протонов (в области 5,3-5,5 м.д.) и метанового протона глицерина (в области 5,2-5,3); метиленовых протонов, находящихся между двойными связями (в области 2,6-2,85 м.д.) и в a-положении к двойным связям (в области 1,9-2,2 м.д.); протонов метиленовых групп, расположенных при карбонильной группе (в области 2,25 - 2,4 м.д.) и метиленовых протонов в P-положении к карбонильной группе (в области 1,5-1,7 м.д.), а также протонов концевых метальных групп жирных кислот (в области 0,8-1,0 м.д.).
В спектрах липидных фракций, полученных из семян бересклетов, по сравнению с таковыми из присемянников, присутствует синглет при 2,08 м.д., относящийся к метальным протонам ацетильной группы. Эту особенность состава триацилглицеридов семян бересклетов можно использовать для установления подлинности жирного масла бересклетов методом ЯМР-спектроскопии. Наблюдаемое в спектрах липидных фракций семян бересклета раздвоение одного из сигналов протонов метиленовых групп глицеринового остатка и метиленовых протонов в a-положении к карбонильной группе говорит в пользу того, что ацетильная группа в триацилг* лицеридах семян находится не во 2-м положении глицеринового остатка.
Расчёты значения йодного числа, содержания суммы ненасыщенных кислот, линолевой и олеиновой кислот, насыщенных кислот и свободных кислот были произведены на основании интегральных интенсивностей соответствующих сигналов в полученных спектрах по аналогичным формулам, использованным для характеристики жирных масел плодов рас-торопши [17] и семян льна [18]. Результаты расчётов представлены в табл.
3 и 4.
Таблица 3
Сравнительная характеристика липидных фракций __________________________Е.еигораеа и Е. verrucosa __________________
Вид бересклета Е.еигораеа Е. verrucosa
Г од сбора 2001 г. 2003 г. 2002 г. 2003 г.
Йодное число 69,0 76,0 69,0 67,0
Ненасыщенных кислот,% 75,0 71,0 74,0 73,0
из них олеиновой,% 57,0 47,0 49,0 48,0
линолевой,% 18,0 24,0 25,0 25,0
Насыщенных кислот, % 25,0 29,0 26,0 27,0
Свободных кислот, % 18,0 19,0 8,0 9,0
Вычисленное значение йодного числа для триацилглицеридов семян бересклетов находилось в интервале 71-75. Для присемянников Е.еигораеа урожая 2001 г. составило 35, а урожая 2003 г. - 81. Эти данные позволяют отнести жирное масло как семян, так и присемянников, изученных видов бересклетов к невысыхающим жирным маслам. Среди ненасыщенных кислот в триацилглицеридах семян основными компонентами являются олеиновая кислота (47-57%) и линолевая (18-25%). В триацилглицеридах присемянников Е.еигораеа преобладают те же кислоты, но в других процентных соотношениях: олеиновой - 35-37%, линолевой -12-38%.
Таблица 4
Сравнительная характеристика липидных фракций
присемянников Е.еигораеа разных лет сбора___________________
--—Г од сбора Показатель —- 2001 2003
Йодное число 35,0 81,0
Ненасыщенных кислот,% 47,0 75,0
из них олеиновой,% 35,0 37,0
линолевой,% 12,0 38,0
Насыщенных кислот, % 53,0 25,0
Свободных кислот, % 2,0 0,0
Следует отметить, что значение йодного числа, а также соотношения непредельных и насыщенных кислот для триацилглицеридов всех изученных образцов семян более близкие, чем для образцов присемянников Е.еигораеа разных лет сбора и мест произрастания. Исключение составляет лишь уровень содержания в липидных фракциях семян свободных кислот: 8-9% для E.verrucosa и 18-19% для Е.еигораеа.
ВЫВОДЫ
1. Присемянники Е. еигораеа и Е. verrucosa различаются морфологически - по степени прикрывания семени и анатомически - по количеству слоев и видам жировых включений;
2. Методом сухого обезжиренного остатка и препаративным выделением установлено, что масличность семян обоих видов и присемянников Е.еигораеа - высокая, а присемянников E.verrucosa - низкая;
3. Йодные числа, рассчитанные с помощью 'Н ЯМР-спектров, масел семян обоих видов и присемянников Е.еигораеа позволяют отнести их к невысыхающим маслам;
4. В триацилглицеридах семян и присемянников преобладают две ненасыщенных кислоты: мононенасыщенная - олеиновая (Ci8:1) и полине-насыщенная - линолевая (С18 2);
5. Триацилглицериды семян бересклетов характеризуются, по сравнению с известными жидкими жирными растительными маслами, и маслом из присемянников Е.еигораеа, наличием эфиров с уксусной кислотой в 1-м или 3-м положении глицерина.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бандюкова В.А., Сергеева Н С. Состояние химического изучения растений порядка Celastrales/УРастительные ресурсы.-JI.: Наука, 1977,-T.XIII, вып.З.-С. 560-569.
2. Белодубровская Г.А., Жохова Е.В. Номенклатура лекарственных растений, используемых в гомеопатии. Методическое пособие.-СПб.: СПХФА, 1998.-С. 24.
3. Богомаз В.А. Бересклет бородавчатый и бересклет европейский как масличные растения// Труды Ин-та леса АН СССР, 1953,-T.XI.-C. 285-291.
4. Вандышев В.В., Малахов А. И., Шейченко В.И., Семикин В.В. О составе липидов склероций некоторых отечественных штаммов спорыньи//Биомедицинские технологии. Тр. НИЦ БМТ ВИЛАР.-М.: ВИЛАР,1997, -вып.7.-С. 41-46.
5. Верещагин А.Г. Триглицериды растений и биологическая изменчивость их состава. Автореф. дисс. д-ра биол. наук. М., 1977.-36 с.
6. Ефремов А.П., Шретер А.И. Травник для мужчин.-М.: Асадаль, 1996.-С. 30-31
7. Зайцев Г.Н. Математика в экспериментальной ботанике.-М.: Наука, 1990.-295с.
8. Кьосев П.А. Полный справочник лекарственных растений.-М.: Эксмо-Пресс,2000.-С. 373-374.
9. Леонова Т.Г. Бересклеты СССР и сопредельных стран.-JI.: Наука, 1974.-132с.
10. Малинкина Е.В., Кислухина О.В., Румянцев В.Ю. Сочные плоды дикорастущих и культурных растений как сырье для получения витаминизированных масел//4 Меж-дунар. симп. ’’Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования": Труды симпозиума.-М.: Изд-во РУДН,2001,-С. 532-534.
11. Меликян А.П., Савинов И.А. Семейство Се1аз1гасеае//Сравнитель-ная анатомия се-мян.-СПб.: Наука,2000,-T.VI.-C. 123-135.
12. Орлов Б.Н. Гелашвши Д.Б., Ибрагимов А.К. Ядовитые животные и растения СССР: Справочное пособие для студентов вузов по спец. “Биология“.-М.: Высшая школа,1990.-С. 139, 257.
13. Растительные ресурсы СССР: Цветковые растения, их химический состав, использование; Семейства Rutaceae - Elaeagnaceae.-Л.: Наука, 1988.-С. 178-182.
14. Сапанкевич П.В. Развитие и значение кровельки у семян бересклета// Труды Брянского лесохозяйственного института. 1960,-T.IX.-C. 281-284.
15. Созонова Л.И. Сочные масличные плоды. Закономерности развития и строения в связи с накоплением масла. Автореферат дисс. на соиск. уч. ст. д-ра биол. наук.-М.,1992.-36с.
16. Созонова Л.И., Вандышев В В., Трусов Н.А. Масличность присемянников берескле-тов//Интродукция нетрадиционных и редких растений,-Персиановский,2004,-Т.1.-С. 141-143.
17. Стихин В.А., Шейченко В.И., Дроздовская Г.А., Вандышев В.В. Анализ жирных масел растительного происхождения методом ЯМР//Тезисы докладов 3-ей международной конференции "Экологическая патология и её фармакокоррекция".-Чита,1991,-Ч.2.-С. 71.
18. Шейченко В.И. , Толкачев А.В., Толкачев О Н. Льняное масло: ЯМР анализ//Химия, технология, медицина. Тр. НИЦ БМТ ВИЛАР М.: ВИЛАР, 2003.-С. 118-122.
19. Hilditch Т.Р., Williams Р N. The Chemical Constitution of Natural Fats.-London: Chap-man&Hall,1964.-745p.
THE STUDY OF OIL CONTENT OF SEEDS AND ARILLUSES OF EUONYMUS EUROPAEA L. AND EUONYMUS VERRUCOSA SCOP. AND COMPOSITION OF TRJACYLGLYCERIDES
V.V. Vandyshev1, N.A. Trusov1, L.I. Sozonova1, V.I. Sheichenko2
department of Botany, Plant Physiology and Agrobiotechnology RPFU, st. Miklukho-Maklayfa, 8/1, 117198 Moscow, Russia 2All-Russian Research Institute of Medicinal and Aromatic Plants (VILAR) st. Grina, 7, 113216 Moscow, Russia
Morfo-anatomic structure of seeds and arilluses in comparative aspect was analyzed. Oil content of seeds and arilluses of both species was determined. Analysis of triacylglyceride composition from oils of seeds of both species and arilluses of E. europaea was done with usage of NMR-spectroscopy. Was found, that triacylglyceride compositions from oils of seeds of both species and from oils of arilluses of Е.еигораеа are different. There is vinegary acid residue in triacylglyceride composition from oils of seeds of both species.
