CC BY
296
УДК 547.913:543.544.32
Н. А. Коваленко, доцент (БГТУ); Г. Н. Супиченко, ассистент (БГТУ); В. Н. Леонтьев, зав. кафедрой (БГТУ); А. Г. Шутова, ст. науч. сотрудник (ЦБС НАН Беларуси); А. И. Кулинчик, студентка (БГТУ)
КОМПОНЕНТНЫЙ СОСТАВ ЭФИРНОГО МАСЛА SALVIA OFFICINALIS L.
ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
Методом газожидкостной хроматографии изучен компонентный состав эфирного масла Salvia officinalis L. из растительного сырья Республики Беларусь. В образцах эфирного масла из соцветий и листьев Salvia officinalis L. идентифицировано более 30 компонентов, главными из которых являются а- и р-туйоны, 1,8-цинеол, линалоол + линалилацетат, камфора, лимонен, а-пинен, камфен, борнил-ацетат, а-гумулен. Установлены существенные изменения качественного и количественного состава эфирного масла от фазы онтогенеза, способа подготовки фитомассы и длительности хранения.
The essential oil of Salvia officinalis L. grown in Republic of Belarus was analyzed by means of GLC. More than 30 compounds were identified in essential oil from flowers and leaves of Salvia officinalis L. The representative and characteristic components were а-thujone, p-thujone, 1,8-cineole, li-nalool + linalyl acetat, camphor, limonene, а-pinene, camphene, bornyl acetate, а-humulene. Significant percentage variations in the main compound classes of the essential oils were recorded.
Введение. Род Шалфей (Salvia L.) - крупнейший в семействе Lamiaceae, насчитывает свыше 900 видов. Шалфей лекарственный (Salvia officinalis L.) известен как источник эфирного масла промышленного значения [1, 2].
Шалфей лекарственный (Salvia officinalis L.) -лекарственное растение, культивируемое в Крыму, Украине, на Северном Кавказе и в Молдавии. Используется как вяжущее, бактерицидное и противовоспалительное средство в форме настоя, в составе грудных сборов, а также для получения препарата «Сальвин», употребляемого при воспалительных заболеваниях слизистой ротовой полости. Лечебный эффект препаратов шалфея лекарственного связан с присутствием в их составе эфирного масла и дубильных веществ, причем компоненты эфирного масла считаются главными биологически активными веществами [3].
В состав эфирного масла Salvia officinalis L. входят несколько десятков моно- и сесквитер-пеноидов. В наибольшем количестве присутствуют а- и р-пинены, 1,8-цинеол, а- и р-туйоны, камфора, борнеол, Р-кариофиллен [4-7].
Так, главными компонентами эфирного масла Salvia officinalis L. из Португалии [8] являются а-пинен (4,1-5,4%), камфен (6,0-7,1%), р-пи-нен (9,3-14,5%), лимонен (2,0-2,3%), 1,8-цинеол (3,6-5,6%), (-)-туйон (13,2-16,1%), (+)-изо-
туйон (6,6-7,4%), камфора (19,8-24,0%), а-гу-мулен (5,1-6,8%) и маноол (4,2-7,7%). Эфирное масло из Иордании [9] содержит 28 идентифицированных соединений. Преобладающими компонентами этого масла являются а-туйон (29,9%), р-туйон (13,7%), камфора (15,74%) и
1,8-цинеол (12,31%). В эфирное масло из Иордании помимо перечисленных выше компонентов входят также ментол (1,6%), ментон (0,9 %), тимол (1,9%). Отличительной особенностью
этого масла по сравнению с другими образцами является более высокое содержание р-туйона (13,7%) по отношению к а-туйону (29,9%).
Биологическая активность масла шалфея лекарственного определяется совокупным действием главных компонентов и соединений, присутствующих в микроколичествах. Анализ литературных данных показывает, что компонентный состав эфирного масла Salvia officinalis L. достаточно изучен. Вместе с тем известно [1, 2], что качественный и количественный состав эфирных масел зависит от многих факторов, таких как различие в хемотипах и условиях произрастания растений, технологии производства и хранения растительного сырья и т. п. Поэтому выявление характерных особенностей эфирного масла шалфея лекарственного, выращенного в условиях Республики Беларусь, является актуальной задачей.
Цель настоящей работы - установление компонентного состава эфирного масла Salvia officinalis L. из растительного сырья Республики Беларусь.
Основная часть. Для получения эфирного масла использовали соцветия и листья Salvia officinalis L., выращенные на интродукцион-ном участке Центрального ботанического сада НАН Беларуси (ЦБС). Все растения находились в средневозрастном генеративном состоянии онтогенеза (3-й-5-й годы жизни). Из измельченного свежесобранного или высушенного растительного сырья эфирное масло получали методом гидродистилляции. Для анализа использовали растворы эфирного масла шалфея лекарственного в гексане (1,0-3,0 мас. %).
ГЖХ-анализ образцов эфирных масел выполнен на хроматографе «Цвет-800» с пламенно-ионизационным детектором с использованием стеклянной капиллярной колонки длиной 30 м (HP-5) при линейном градиенте темпера-
туры от 50 до 220°С со скоростью 3°/мин в токе газа-носителя азота. Временем удерживания несорбирующегося газа считали время выхода пика метана. В качестве реперных компонентов для расчета обобщенных индексов удерживания (GI) использовали н-алканы С7Н16 - С1бИ34, индексы удерживания которых принимали равными 100 • n (индексы Ковача). Идентификацию основных компонентов эфирного масла проводили путем сравнения рассчитанных значений GI с индексами стандартных веществ, а также с литературными данными [10, 11].
Типичная хроматограмма эфирного масла Salvia officinalis L. после разделения на неполярной колонке НР-5 представлена на рис. 1.
По требованиям международного стандарта [12] эфирное масло Salvia officinalis L. должно содержать а-пинен (1-6,5%), камфен (1-7%), лимонен (0,5-3%), 1,8-цинеол (5,5-13%), а-туй-он (18-43%), р-туйон (3-8,5%), камфору (4,524,5%), линалоол + линалилацетат (0-1%), бор-нилацетат (0-2,5%), а-гумулен (0-12%).
В эфирном масле из соцветий шалфея лекарственного, выращенного в ЦБС, зарегистрировано более 30 компонентов (таблица), основными из которых являются р-пинен (GI = 980), лимонен (GI = 1033), 1,8-цинеол (GI = 1037), аи р-туйоны (GI = 1115, 1125), камфора (GI = = 1155), p-кариофиллен (GI = 1436), а-гумулен (GI = 1471) и виридифлорол (GI = 1615).
На рис. 2 представлено распределение основных компонентов эфирного масла из соцветий Salvia officinalis L.
Сравнение полученных нами данных с требованиями ИСО [12] показывает, что по содержанию главных компонентов эфирное масло шалфея лекарственного из коллекции ЦБС со-
ответствует международным стандартам. Количественные характеристики исследуемого масла практически по всем компонентам укладываются в интервал требуемых концентраций. Небольшие колебания в сторону меньших концентраций отмечены для камфоры. Ее содержание составляет ~ 3,5 мас. % при регламентируемом интервале 4,5-24,5%. Несколько выше в исследованных образцах концентрация 1,8-ци-неола (16,3 мас. % при регламентируемом интервале концентраций 5,5-13%).
Анализ полученных результатов показывает, что на долю монотерпенов приходится ~ 15 мас. % (рис. 3, а), причем половину из них представляет р-пинен (~ 7,5 мас. %).
Отличительной особенностью исследуемого эфирного масла является преобладающее содержание кислородсодержащих монотерпенов (более 65 мас. %) по сравнению с остальными классами органических соединений (рис. 3, а). Среди монотерпеноидов в наибольшем количестве присутствуют 1,8-цинеол (~ 16 мас. %), a- и р-туйоны (~ 36 мас. %) и камфора (~ 3 мас. %).
По литературным данным [13] многие пряно-ароматические и лекарственные растения существуют в виде различных хемотипов, обладающих одинаковыми морфологическими характеристиками. Они продуцируют эфирные масла с одним и тем же набором компонентов, но различным их соотношением. Авторы [13] предложили в качестве характеристики для хемотипов Salvia officinalis L., применять соотношение a-Zp-туйон. Показано, что это соотношение может составлять ~ 10 : 1, ~ 1,5 : 1 и ~ 1 : 10. Для исследуемых образцов из коллекции ЦБС соотношение a-ф-туйон составляет ~ 10 : 1.
Рис. 1. Хроматограмма эфирного масла Salvia officinalis L. на колонке НР-5
е
S
& 10|
ч о
^ 5-І
0
□ a-туйон
□ р-туйон Ц a-гумулен И Р-пинен
И 1,8-цинеол Ц камфора Л кариофиллен Ц линалоол линалилацетат
Рис. 2. Распределение основных компонентов эфирного масла из соцветий Salvia officinalis L.
Компонентный состав эфирного масла Salvia officinalis L.
Соединение Значение GI
экспе- римен- таль- ное литературное
а-Туйен 929,4 936
а-Пинен 937,4 950
Камфен 953,2 951
Сабинен 977,4 963
Р-Пинен 982,1 968
Мирцен 992,3 993
а-Терпинен 1021,0 1010
и-Цимол 1028,9 1016
Лимонен 1033,2 1025
1,8-Цинеол 1037,2 1025
транс-Р-Оцимен 1050,5 1030
у-Терпинен 1063,2 1053 і 6
транс-Сабинен гидрат 1073,6 1052
Терпинолен 1094,4 1081
Линалоол 1104,6 1093
а-Туйон 1114,7 1088
Р-Туйон 1124,6 1102
1-Терпинеол 1148,3 1147 і 20
Камфора 1154,9 1143
Терпинен-4-ол 1173,3 1168
Борнеол 1176,5 1165
Пинокамфон изомер Т 1186,2 1160
а-Терпинеол 1199,2 1178 і 10
Ацетат транс-сабинил гидрата 1205,S 1189
Ацетат линалоола 1253,5 1238
Ацетат борнеола 1294,4 1272
Ацетат цис-карвеола 1388,1 1351
Р-Кариофиллен 1436,3 1417 і 6
а-Гумулен 1471,0 1451
Гермакрен Б 1490,0 1474
Бициклогермакрен 1536,4 1490
Кариофилленоксид 1605,7 1570
Виридифлорол 1614,7 1589
Гумуленоксид 1631,6 1596 і 6
Сесквитерпеновые углеводороды и их производные составляют в исследованном масле ~ 15 мас. % (рис. 3, а). Среди них в наибольшем количестве отмечены Р-кариофиллен (~ 5 мас. %), а-гумулен (~ 3,5 мас. %) и виридифлорол (~ 6 мас. %).
В Монотерпены В Сесквитерпены
□ Монотерпенои ды
□ Сесквитерпеноиды
с
СЗ
ен
Si
рд
ео
до
оС
С
70
60
50
40
30
20
10
цвет.
конец цвет. б
Рис. 3. Распределение основных компонентов образцов эфирного масла из соцветий
Salvia officinalis L.
Несколько отличается по компонентному составу эфирное масло, выделенное из свежих листьев Salvia officinalis L. (рис. 4). В нем отмечено более высокое содержание кислородсодержащих соединений монотерпенов и пониженное содержание сесквитерпеноидов по сравнению с аналогичными образцами эфирного масла из соцветий (рис. 3, а; 4). При этом основной вклад в увеличение доли монотерпе-ноидов вносит а-туйон. Его количество повышается от 32 до 38,5 мас. %. Отмечено повышенное содержание камфоры в образцах из листьев (~ 13 мас. %).
И Монотерпены □ Монотерпеноиды И Сесквитерпены Н Сесквитерпеноиды
едж
ор
Се
Сд
о
С
80
60
40
20
0
А--1
Рис. 4. Распределение основных компонентов эфирного масла из свежих листьев
Salvia officinalis L.
0
а
С целью установления зависимости компонентного состава эфирного масла от фазы развития растений образцы соцветий Salvia officinalis L. были собраны во время массового цветения и конца цветения. Из данных рис. 3, а и 3, б видно, что при более позднем сборе фитомассы более чем в 2,5 раза уменьшается содержание монотерпенов. На хроматограмме эфирного масла из соцветий, собранных в конце цветения, отмечено существенное уменьшение количества р-пинена (~ 7 раз) и отсутствие пика, характеризующего камфен. Наблюдается также падение концентрации монотерпеноидов с ~ 67 до ~ 60 мас. %. Среди соединений этого класса наиболее резко изменяется содержание линалоола (увеличивается в ~ 2,5 раза) и лина-лилацетата (увеличивается в — 11 раз). При этом заметно возрастает доля сесквитерпенов (— в 2,0 раза) и их кислородсодержащих производных (— в 2,4 раза). В образце из фитомассы, собранной в конце цветения, (рис. 3, б) отмечено повышенное количество а-гумулена (— в 2,5 раза), кариофиллена (— в 1,4 раза) и ви-ридифлорола (— в 2,3 раза).
Аналогичные исследования по влиянию фазы развития растений на компонентный состав выделяемого из них эфирного масла были проведены для образцов из свежих листьев Salvia officinalis L. Заготовку растительного сырья проводили во время массового цветения, конца цветения и в то время, когда растения практически полностью отцвели. На рис. 5 показано распределение основных компонентов исследованных образцов эфирного масла по классам соединений.
■ Монотерпены □ Сесквитерпеноиды
□ Сесквитерпены
15
и
К
К
сз
*
р
е
«
о
С
10
мас. цвет.
конец цвет.
отцв.
Рис. 5. Распределение основных компонентов эфирного масла из свежих листьев
Salvia officinalis L.
Из представленных данных видно, что более поздние сроки сбора сырья приводят к падению содержания монотерпенов и заметному увеличению доли сесквитерпенов и их кислородсо-
держащих производных. На хроматограммах наблюдается снижение интенсивности пиков, относящихся к a- и р-пиненам, камфену и лимонену. При этом в образцах, собранных в более поздние сроки, отмечено некоторое падение содержания a- и р-туйонов от З8 до З5 мас. %. Полученная зависимость компонентного состава эфирного масла от сроков сбора сырья аналогична зависимости, отмеченной выше для образцов масла из соцветий Salvia officinalis L.
Существенное влияние на количественный состав эфирных масел оказывает способ подготовки растительного сырья. На рис. б представлены данные по содержанию основных компонентов эфирного масла, полученного из сухих листьев Salvia officinalis L. Особенностью образцов из сухого сырья является повышение доли монотерпенов и их кислородсодержащих производных при более поздних сроках заготовки фитомассы по сравнению с образцами из свежих листьев. Из данных рис. б видно, что содержание монотерпенов увеличивается с б до 12 мас. % (т. е. в 2 раза). Содержание монотер-пеноидов повышается от 70 до 77 мас. %. Следует отметить, что в образцах, собранных в более поздние сроки, зафиксировано повышенное содержание a- и р-туйонов. Их концентрация увеличилась от З8 до 42 мас. %. При этом отмечается уменьшение доли сесквитерпенов и их кислородсодержащих производных.
■ Монотерпены □ Сесквитерпеноиды
□ Сесквитерпены
^20 о4
.с
§ 15
и
S 10 р е
« 5 о
О
мас. цвет.
отцв.
Рис. б. Распределение основных компонентов эфирного масла из сухих листьев Salvia officinalis L.
Известно [14, 15], что компонентный состав эфирных масел в существенной степени зависит от длительности и условий его хранения. Для выяснения изменений качественного и количественного состава эфирного масла Salvia officinalis L. в процессе хранения образец масла из сухих листьев был выдержан при комнатной температуре в течение 12 мес. На рис. 7 приведено распределение основных компонентов исследуемого образца до и после хранения.
0
5
0
■ Монотерпены □ Сесквитерпены
□ Монотерпеноиды
□ Сесквигерпеновды
е
S
и
р
е
д
о
о
S0
70
б0
50
40
30
20
10
свежее
12 мес. при 20°С
Рис. 7. Влияние хранения эфирного масла из сухих листьев Salvia officinalis L. на его компонентный состав
Из приведенных данных видно, что в процессе хранения растет доля монотерпеноидов на фоне заметного снижения (~ в 2 раза) концентрации сесквитерпенов. При этом на хроматограмме не отмечено заметного изменения количества монотерпенов.
Заключение. На основании проведенных исследований установлен компонентный состав эфирного масла Salvia officinalis L. из коллекции ЦБС НАН Беларуси. Показано, что главными компонентами исследованного масла являются р-пинен, 1^-цинеол, a- и р-туйоны, ли-налоол, линалилацетат, борнилацетат и a-гумулен. Сотношение a-Zp-туйон, характеризующее хемотип Salvia officinalis L. из коллекции ЦБС, равно 10 : 1.
Приведены данные по влиянию фазы онтогенеза, способа подготовки растительного сырья и длительного хранения эфирного масла шалфея лекарственного на его компонентный состав.
Литература
1. [Электронный ресурс]. - Минск, 2009. -Режим доступа: http/www.viness.narod.ru. - Дата доступа: 20.01.2010.
2. Гуринович, Л. К. Эфирные масла: химия, анализ и применение / Л. К. Гуринович, Т. В. Пучкова. - М.: Школа косметических химиков, 2005. - 192 с.
3. Королюк, Е. А. Состав эфирного масла двух видов рода Шалфей (Salvia deserta schang. и Salvia verticil lata L.) из Алтайского края / Е. А. Королюк, В. А. Кенинг, А. В. Ткачев // Химия растительного сырья. - 2002. - Т. 3S. -Вып. 1. - С. 43-4S.
4. Сур, С. В. Газохроматографическое определение камфоры и 1^-цинеола в растительном
сырье и настоях шалфея / С. В. Сур // Химикофармацевтический журнал. - 1999. - Т. 25, № 4. - С. 58-60.
5. Сур, С. В. Состав эфирных масел лекарственных растений / С. В. Сур // Растительные ресурсы. - 1993. - Т. 29. - Вып. 1. - С. 98-117.
6. Байкова, Е. В. Компонентный состав эфирных масел некоторых видов рода Salvia L., выращенных в условиях Новосибирска / Е. В. Байкова, Е. А. Королюк, А. В. Ткачев // Химия растительных ресурсов. - 2002. - № 1. - С. 37-42.
7. Ткаченко, К. Г. Санационные свойства эфирных масел некоторых видов растений / К. Г. Ткаченко, Н. В. Казаринова, Л. М. Музы-ченко // Растительные ресурсы. - 1999. - Т. 35. -Вып. 3. - С. 11-23.
8. Santos-Gomes, P. C. Essential oil produced by in vitro shoots of sage (Salvia officinalis L.) / P. C. Santos-Gomes, M. Fernandes-Ferreira // J. Agric. Food. Chem. - 2003. - Vol. 51. -P. 2260-2266.
9. Amr, S. The investigation of the sage (Salvia officinalis L.) originating of Jordan / S. Amr, S. Dordevic // Facta Universitatis. - 2000. - Vol. 1, № 5. - P. 103-108.
10. Davies, N. W. Gas chromatographic retention indices of monoterpenes and sesquiterpenes on methyl silicone and Carbowax 20m phases / N. W. Davies // J. Chromatography. - 1990. -Vol. 503. - P. 1-24.
11. Зенкевич, И. Г. Аналитические параметры
компонентов эфирных масел для хроматографической и хромато-масс-спектрометрической
идентификации. Моно- и сесквитерпеновые углеводороды / И. Г. Зенкевич // Растительные ресурсы. - 1996. - Т. 32. - Вып. 1-2. - С. 48-58.
12. ISO 9909:1997 (E) Oil of Dalmatian sage (Salvia officinalis L.). [Электронный ресурс]. -2009. - Режим доступа: http://www. iso.org/. -Дата доступа: 20.01.2010.
13. Perry, N. B. Essential oils from Dalmatin sage (Salvia officinalis L.): variation among individuals, plant parts, seasons and sites / N. B. Perry, R. E. Anderson, N. J. Brennan // J. Agric. Food. Chem. - 1999. - Vol. 47, № 15. -P. 2048-2054.
14. Изменение состава эфирного масла при разных сроках хранения сырья / А. В. Ткачев [и др.] // Химия растительного сырья. - 2002. -№ 1. - С. 19-30.
15. Изменение состава эфирного масла майорана в процессе хранения / Т. А. Мишарина [и др.] // Прикладная биохимия и микробиология. - 2003. - Т. 39, № 3 - С. 353-358.
Поступила 26.03.2010
0
