Научная статья на тему 'Компонентный состав эфирных масел некоторых видов рода Salvia L. , выращенных в условиях Новосибирска (Россия)'

Компонентный состав эфирных масел некоторых видов рода Salvia L. , выращенных в условиях Новосибирска (Россия) Текст научной статьи по специальности «Биология»

CC BY
214
57
Поделиться
Область наук

Аннотация научной статьи по биологии, автор научной работы — Байкова Е. В., Королюк Е. А., Ткачев А. В.

Из 15 исследованных видов рода Salvia (Lamiaceae) наибольший выход эфирных масел при отгонке водяным паром из свежесобранного сырья получен из растений S. officinalis, S. canariensis, S. moldavica и S. przewalskii. Установлен компонентный состав эфирных масел этих видов методами газовой хроматографии и хромато-масс-спектрометрии. Для S. przewalskii и S. moldavica данные получены впервые, а сведения о составе эфирных масел S. canariensis и S. officinalis существенно дополнены. Главные компоненты эфирного масла S. przewalskii кариофиллен, β-фелландрен, бициклогермакрен, гермакрен B, γ -элемен; S. moldavica кариофиллен, гермакрен D и сабинен. В эфирном масле S. canariensis преобладают борнилацетат, цис-бета-оцимен, кариофиллен и α-пинен. Сравнение по компонентному составу эфирного масла S. canariensis, вида с дискуссионным систематическим положением, с S. aurea и S. sclarea показало существенные отличия, свидетельствующие о значительном своеобразии S. canariensis.

Похожие темы научных работ по биологии , автор научной работы — Байкова Е.В., Королюк Е.А., Ткачев А.В.,

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Текст научной работы на тему «Компонентный состав эфирных масел некоторых видов рода Salvia L. , выращенных в условиях Новосибирска (Россия)»

Химия растительного сырья. 2002. № 1. С. 37-42

37

УДК 581.135.51:582.949.27:668.52

КОМПОНЕНТНЫЙ СОСТАВ ЭФИРНЫХ МАСЕЛ НЕКОТОРЫХ ВИДОВ РОДА SALVIA L., ВЫРАЩЕННЫХ В УСЛОВИЯХ НОВОСИБИРСКА (РОССИЯ)

© Е.В. Байкова,а* Е.А. Королюк,6* А.В. Ткачевб

а Центральный сибирский ботанический сад СО РАН, ул. Золотодолинская, 101, Новосибирск, 630090 (Россия)

б Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН, пр. Академика Лаврентьева, 9, Новосибирск, 630090 (Россия)

Работа выполнена при поддержке научно-технической программы Министерства образования РФ «Фундаментальные исследования высшей школы в области естественных и гуманитарных наук. Университеты России» (грант УР.05.01.036 «Моно- и сесквитерпеноиды растений: изучение строения и химических свойств»)

Из 15 исследованных видов рода Salvia (Lamiaceae) наибольший выход эфирных масел при отгонке водяным паром из свежесобранного сырья получен из растений S. officinalis, S. canariensis, S. moldavica и S. przewalskii. Установлен компонентный состав эфирных масел этих видов методами газовой хроматографии и хромато-масс-спектрометрии. Для S. przewalskii и S. moldavica данные получены впервые, а сведения о составе эфирных масел S. canariensis и S. officinalis существенно дополнены. Главные компоненты эфирного масла S. przewalskii — кариофиллен, Р-фелландрен, бициклогермакрен, гермакрен B, у -элемен; S. moldavica — кариофиллен, гермакрен D и сабинен. В эфирном масле S. canariensis преобладают борнилацетат, цис-бета-оцимен, кариофиллен и а-пинен. Сравнение по компонентному составу эфирного масла S. canariensis, вида с дискуссионным систематическим положением, с S. aurea и S. sclarea показало существенные отличия, свидетельствующие о значительном своеобразии S. canariensis.

Род Шалфей (Salvia L.) — крупнейший в семействе Lamiaceae, насчитывает свыше 700 видов [1], а по последним сводкам — до 900 видов [2]. Некоторые его представители — Ш. мускатный (S. sclarea L.) и Ш. лекарственный (S. officinalis L.) — известны как источники эфирных масел промышленного значения. Эфирное масло шалфея мускатного высоко ценится; оно используется в парфюмерной промышленности, в пивоварении и ликерном производстве [3, 4]. Эфирное масло шалфея лекарственного обладает ярко выраженными антисептическими свойствами. Эфирные масла содержат и другие виды Шалфея [5-8]. Однако их компонентный состав выявлен не более чем для десятка видов. Это обусловливает актуальность расширения подобных исследований с привлечением новых видов, особенно содержащих эфирные масла в значительных количествах.

В Центральном сибирском ботаническом саду СО РАН работы по интродукции шалфеев проводятся с 1988 г. За это время было изучено свыше 40 видов, представляющих почти все подроды и секции рода, согласно системам G. Bentham [9, 10] и J. Briquet [11]. Образцы 15 видов были исследованы на содержание в них эфирных масел - S. officinalis L., S. canariensis L., S. glutinosa L., S. forskahlei L., S. przewalskii Maxim. (subgen. Salvia); S. austriaca Jacq., S. pratensis L., S. stepposa Schost., S. nemorosa L., S. moldavica Klok. (subgen. Sclarea (Moench) Benth.); S. verticillata L. (subgen. Covola (Medik.) Briq.); S. reflexa Hornem., S. tiliifolia Vahl, S. coccinea Etl., S. splendens Sellow ex Roem.et Schult. (subgen. Calosphace (Benth.) Benth.).

Автор, с которым следует вести переписку.

Наибольший выход при отгонке водяным паром из свежесобранного сырья получен из верхушек вегетативных побегов с листьями S. officinalis (0,22%) и S. canariensis (0,21%), значительно меньше — из листьев S. przewalskii (0,0S%) и S. glutinosa (0,03%). У видов S. stepposa, S. nemorosa, S. moldavica, S. verticillata эфирное масло получено лишь из соцветий в очень малом количестве. Из них максимальный выход у S. moldavica (0,11%). В листьях S. splendens и S. reflexa эфирное масло содержалось в следовых количествах, из остальных видов выделить его не удалось.

У исследованных видов шалфеев эфирное масло содержится в трихомах двух типов - пельтатных железках и головчатых трихомах. Для S. canariensis характерны головчатые трихомы с многоклеточной секретирующей головкой, по структуре и функционированию подобной пельтатной железке [12]. Виды, дающие значительный выход эфирного масла, характеризуются высокими значениями индекса железистости.

В данной работе предложено исследование компонентного состава для 4 видов Шалфея, в которых нами обнаружен наибольший выход эфирного масла. Эти виды распространены в Евразии, однако их естественные ареалы не перекрываются. S. officinalis в диком виде обитает на территории субсредиземья — севере Испании, юге Франции, западной части Балканского полуострова; широко культивируется в Южной и Центральной Европе, где часто дичает [13]. S. moldavica — центральноевропейский вид с узким ареалом, близкий к широко распространенному европейскому шалфею S. nemorosa и замещающему его восточнее S. tesquicola Klok. et Pobed. Вид S. canariensis — эндемик Канарских островов [14]. S. przewalskii произрастает в Восточной Азии, где встречается несколько его разновидностей [2].

Все четыре вида достаточно далеки друг от друга по систематическому положению. S. officinalis входит в состав секции Salvia, S. przewalskii — секции Eurysphace E.Peter (обе секции из подрода Salvia). S. moldavica принадлежат к секции Plethiosphace Benth. подрода Sclarea (Moench) Benth. S. canariensis из секции Nactosphace Briq. — морфологически обособленный вид, но, по мнению I. Hedge [14], имеет родственные связи с южноафриканскими шалфеями из той же секции. Некоторые исследователи рода полагают, что S. canariensis в достаточной степени изолирован от южноафриканских шалфеев и по многим признакам близок к видам древнесредиземноморской секции Aethiopis Benth. подрода Sclarea, куда и следует его поместить [S].

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Материалы и методы

Исследованные образцы S. officinalis, S. przewalskii и S. moldavica были выращены на интродукционном участке Центрального сибирского ботанического сада СО РАН (ЦСБС). Все растения находились в средневозрастном генеративном состоянии онтогенеза (3-5 годы жизни). Для получения эфирного масла S. canariensis использовали двухлетние растения, выращенные в оранжерее (этот вид в условиях Новосибирска [54° 45'с.ш., S3° 10'в.д.] не зимует в открытом грунте). Характеристика образцов дана в таблице 1.

Отгонку масла производили из свежесобранного и измельченного сырья паром непосредственно после сбора. Количество ЭМ определяли волюметрически.

Таблица 1. Характеристика исследованных образцов Salvia

Номер образца Видовое название образца, использованная часть растения Фаза сбора Выход масла, %

1 Salvia canariensis (листья и верхушки побегов) цветение 0.1S

2 S. canariensis (соцветия) цветение 0.21

3 S. canariensis (листья и верхушки побегов) цветение 0.20

4 S. canariensis (листья и верхушки побегов) цветение 0.21

5 Salvia officinalis (чашечки цветков) цветение 0.20

б S. officinalis (листья и молодые верхушки побегов) цветение 0.22

7 Salvia przewalskii (соцветия) бутонизация 0.05

S S. przewalskii (листья) бутонизация 0.0S

9 Salvia moldovica (соцветия) цветение 0.11

Таблица 2. Химический состав исследуемых образцов эфирных масел по данным хромато-масс-спектрометрии*

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Содержание компонентов (в % от суммы) в образцах

Название компонента 1 2 3 4 5 6 7 8 9

2-сальвен 0,2 0,1

Е-сальвен 0,1

Трициклен 0,2 0,6 0,4 0,3 0,1 0,1 0,1

3-туйен 0,2 0,4 0,2 0,2 0,4 0,3 1,9

а-Пинен 5,7 14,9 9,8 8,9 5,1 6,5 0,8 2,9 0,4

Камфен 5,6 11,2 8,6 7,7 2,1 4,1 0,6 2,6 0,1

Сабинен 0,2 1,0 18,3

р-Пинен 5,6 9,4 5,7 5,6 21,1 4,3 0,6 1,6 1,2

р-Мирцен 0,1 0,1 0,1 0,6 0,7 0,3 0,9

а-Фелландрен 0,5 1,3

а-Терпинен 0,1 0,2 0,1 0,2 0,2 0,2 0,1 1,2

Л-цимол 0,1 0,5 0,2 0,1 1,0

р-Фелландрен 10,3 21,3

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Лимонен 1,1 1,7 1,2 1,0 1,0

1,8-цинеол 4,0 1,5 0,3 1,4 17,3 12,5

Цис-р-оцимен 15,5 6,3 17,6 19,2 0,3

Транс-р-оцимен 2,2 0,7 1,5 1,9 1,1 0,3 0,1

у-Терпинен 0,7 1,1 0,6 0,6 0,6 0,4 0,1 6,0

Транс-сабинен-гидрат 0,2 0,1

Терпинолен 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,3 1,6

а-Туйон 15,3 25,3

р-Туйон 1,9 2,5

(4.Е,62)-аллооцимен 1,2 0,7 0,9

Камфора 0,6 0,5 0,2 0,6 0,4 12,3

? 0,2 0,1

Борнеол 0,2 0,2 0,1 0,1 3,2 2,6 1,0

Терпинеол-4 0,1 0,2 0,1 0,1

Борнилацетат 37,8 33,0 27,5 25,7 1,8 1,5 3,1 0,1

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Бициклоэлемен 1,2 1,4 0,5

а-Кубебен 0,2 0,1

а-Иланген 0,1

а-Копаен 0,3 0,3

р-Бурбонен 0,1 0,4 0,4 0,3

р-Элемен 4,4 4,6 0,8

Кариофиллен 8,3 12,3 14,0 12,9 5,9 3,4 28,3 9,2 28,2

С15^24 0,6

р-Копаен 0,5 0,3

у-Элемен 5,3 7,5

Аромадендрен 0,4 0,3 0,1 0,2 0,4 0,5

Сі5Ь24 0,2 0,2 0,3 0,3 0,1 0,2

Гумулен 0,6 0,8 1,0 0,9 5,6 11,5 2,0 0,8 1,4

р-Фарнезен 2,3

у-Муролен 0,3 0,4 0,5 1,0 0,3

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Гермакрен Д 3,9 2,9 18,7

Сі5Ь24 0,1 0,2 0,2

Бициклогермакрен 0,1 0,1 0,5 0,8 10,1 8,6 2,3

Гермакрен А 1,2 0,8

(ЕД-а-фарнезен 1,7 0,4

у-Кадинен 0,3 0,9 0,2

5-Кадинен 1,4 1,4 0,7 0,5

Гедикариол 0,9 1,3

Гермакрен В 8,3 6,4 0,2

Спатуленол 0,6

Окись кариофиллена 1,6 0,8 4,0 2,6 0,3 0,1 0,7 2,8

Глобулол 6,5 2,5 0,8 3,9 0,7

Виридифлорол 4,0 3,3 0,6

Гумулен-6,7-эпоксид 0,3 0,2

Кариофилла-4(12),8(13)-диен-5а-ол 0,4 0,4 0,3

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Т-муролол 1,3

Маноол 6,4 3,6

Примечания: * приведены компоненты с содержанием >0.1% в порядке увеличения времени удерживания, номера

образцов даны в соответствии с таблицей 1.

Химический состав эфирного масла исследовали методом хромато-масс-спектрометрии на газовом хроматографе Hewlett-Packard 5890/II с квадрупольным масс-спектрометром (HP MSD 5971) в качестве детектора. Применяли 30 м кварцевую колонку НР-5 (сополимер 5%-дифенил-95%-диметилсилоксана) с внутренним диаметром 0.25 мм и толщиной пленки неподвижной фазы 0.25 цм. Содержание компонентов (табл. 2) вычисляли по площадям газохроматографических 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-спектрических данных Wiley275 (275000 масс-спектров).

Результаты и обсуждение

Компонентный состав эфирных масел изученных видов Salvia представлен в таблице 2. Наиболее сложный состав у эфирного масла, полученного из чашечек S. officinalis и из соцветий S. moldavica, а наименее сложный — из соцветий S. przewalskii.

Сравнение компонентного состава эфирных масел исследованных видов попарно выявило 20 общих компонентов в эфирных маслах S. moldavica и S. canariensis, 19 общих компонентов для S. officinalis и S. canariensis и 18 — для S. przewalskii и S. moldavica. Однако по составу главных компонентов исследованные виды существенно различаются: вещества, преобладающие в эфирном масле одного из них, у других видов отсутствуют или содержатся в незначительных количествах.

Главные компоненты эфирных масел различны у всех исследованных видов. Так, в исследованных нами образцах вегетативных частей S. officinalis преобладали а-туйон (25,3%), 1,8-цинеол (12,5%) и камфора (12,3%); а-туйон отмечен нами только для этого вида. В эфирном масле, полученном из чашечек цветков S. officinalis, среди главных компонентов также отмечены а-туйон (15,3%) и 1,8-цинеол (17,3%), однако наиболее велико содержание р-пинена (21,1%).

Главные компоненты эфирного масла S. canariensis — борнилацетат (от 37,8 до 25,7% в различных образцах), цис-р-оцимен и кариофиллен. Лишь в одном образце этого вида, полученном из соцветий (образец 2), цис-р-оцимен в составе главных компонентов замещается на а-пинен. Кроме указанных компонентов, содержание более 5% в эфирном масле S. canariensis имеют камфен и р-пинен. Эти же вещества в сопоставимых количествах обнаружены нами у S. officinalis.

Кариофиллен преобладает в составе эфирного масла S. moldavica — 28%. Кроме него, главными компонентами являются гермакрен D (18,7%) и сабинен (18,3%), которые полностью отсутствуют в составе эфирного масла S. officinalis и S. canariensis, а у S. przewalskii содержатся в небольших количествах (6%). В эфирном масле S. moldavica основное вещество - у-терпинен; остальные компоненты составляют менее 3%.

Главные компоненты эфирного масла S. przewalskii — кариофиллен, р-фелландрен, бициклогермакрен, гермакрен В и у-элемен. Масло, полученное из соцветий, отличается более высоким содержанием кариофиллена (28,3%) и относительно низким — р-фелландрена (10,3%). Соотношение этих компонентов в масле, полученном из листьев, обратное: 21,3% Р-фелландрена и 9,2% кариофиллена. Два последних вещества в составе главных компонентов эфирного масла S. przewalskii — гермакрен В и у-элемен — встречаются только у этого вида.

В литературе имеются сведения по компонентному составу эфирных масел S. officinalis и

S. canariensis [15-19]. Два других вида — S. przewalskii и S. moldavica — в этом плане не исследованы.

Полученные нами результаты по компонентному составу эфирного масла S. officinalis в целом соответствуют литературным данным. Три главных компонента — 1,8-цинеол, а-туйон и камфора совпадают. По наличию в эфирном масле 1,8-цинеола наши образцы имеют сходство с S. triloba L.f., близким к S. officinalis видом, у которого 1,8-цинеол является одним из главных компонентов вместе с камфорой, туйоном и р-пиненом [20, 21]. По компонентному составу эфирного масла наши растения

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

S. officinalis близки к турецким образцам этого вида, исследованным A. Bayrak и A. Akgül [18]. Главные компоненты у них совпадают, однако содержание 1,8-цинеола в условиях Новосибирска существенно выше — 12,5% в вегетативных органах и 17,3% в чашечках цветков (у турецких образцов — 5%).

Среди компонентов, имеющих в эфирном масле S. officinalis содержание от 2,5 до 12%, и в наших результатах, и по литературным данным [17, 18], присутствуют а- и р-пинен, камфен, кариофиллен и борнеол, однако наши исследования выявили дополнительно содержание гумулена (11,5%), маноола (3,6%) и виридифлорола (3,3%).

Сравнение компонентного состава эфирного масла S. canariensis и S. aurea L., южноафриканского вида из секции Nactosphace, показало существенные различия между ними. Согласно данным G. Serrato-Valenti с соавторами [22], эфирное масло S. aurea содержит два главных компонента — камфору (34,7%) и 3-карен (16,5%); в его составе полностью отсутствуют вещества, являющиеся главными компонентами эфирного масла S. canariensis. Вместе с тем S. canariensis существенно отличается по составу эфирного масла и от S. sclarea L. из секции Aethiopis. По данным E. Werker с соавторами [23], в масле, полученном из генеративных органов этого растения, преобладают линалилацетат и линалоол, а главные компоненты эфирного масла S. canariensis, за исключением кариофиллена, также отсутствуют. Это свидетельствует о значительном своеобразии S. canariensis и обособленности его как от южноафриканских шалфеев из секции Nactosphace, так и от древнесредиземноморских видов из секции Aethiopis.

Заключение

Методами газовой хроматографии и хромато-масс-спектрометрии установлен компонентный состав эфирных масел 4 видов Salvia, выращенных в условиях Новосибирска. Состав эфирных масел двух видов, S. przewalskii и S. moldavica, изучен впервые, а сведения о составе эфирных масел S. canariensis и S. officinalis существенно дополнены. Главные компоненты эфирных масел различны у всех исследованных видов.

Сравнение компонентного состава эфирного масла S. canariensis, вида с дискуссионным систематическим положением, с южноафриканским S. aurea из секции Nactosphace и древнесредиземноморским S. sclarea из секции Aethiopis показало существенные отличия, свидетельствующие о значительном своеобразии S. canariensis. Полученные результаты согласуются с данными о морфологической и географической обособленности этого вида как от южноафриканских шалфеев из секции Nactosphace, так и от древнесредиземноморских видов из секции Aethiopis.

Список литературы

1. Airy Shaw H.K. A dictionary of the Flowering Plants and Ferns, by I.C. Willis, 8 ed. Cambridge, 1980. 1245 p.

2. Li Xi-wen, Hedge I.C. Salvia L. // Flora of China. 1994. Vol. 17. P. 195-222.

3. Приступа А.А. Основные сырьевые растения и их использование. Л., 1973. С. 277-279.

4. Hlava B., Stary F., Pospisil F. Rostliny v kosmetice. Praha, 1987. 240 p.

5. Кудряшев С.Н. Эфирно-масличные растения и их культура в Средней Азии // Тр. сектора раст.

ресурсов Ком. наук УзССР. 1937. Вып. 1. С. 1-42.

6. Кудряшев С.Н. Материалы к изучению шалфеев Средней Азии // Тр. сектора раст. ресурсов Ком. наук УзССР. 1937. Вып. 3. С. 1-35.

7. Победимова Е.Г. Salvia L. // Флора СССР. Т. 21. М.;Л., 1954. С. 244-363.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

8. Махмедов А.М. Шалфеи Средней Азии и Казахстана (Систематика, география и рациональное

использование). Ташкент, 1984. 112 с.

9. Bentham G. Salvia L. // Labiatarum genera et species. Fasc. 3. London, 1833. P. 190-312.

10. Bentham G. Salvia L. // Bentham G., Hooker J.D. Genera plantarum. 1876. Vol. 2. №2. P. 1194-1196.

11. Briquet J. Salvia L. // Engler A. & Prantl K. Die natürlichen Pflanzenfamilien. 1897. T. 4, 3b. S. 270-286.

12. Байкова Е.В. Морфология трихом у видов рода Salvia (Lamiaceae) // Бюл. Моск. о-ва испытат. прир. Отд. биол. 2001. Т. 106. Вып. 4. С. 58-70.

13. Hedge I.C. Salvia L. // Flora Europaea. 1972. Vol. 3. P. 188-192.

14. Hedge I.C. A revision of Salvia in Africa including Madagascar and the Canary Islands // Notes Roy. Bot. Gard. Edinb. 1974. Vol. 33. №1. P. 1-121.

15. Деветак З., Ченчи А. Далматский шалфей и шалфейное масло // Тр. IV Международн. конгресса по эфирным маслам. Тбилиси, 1968. Т.2. С. 51-52.

16. Holeman M., Berrada M., Bellakhdar J., Ilidrissi A., Pinel R. Comparative chemical study on essential oils from Salvia officinalis, S. aucheri, S. verbenaca, S. phlomoides & S. argentea // Fitoterapia. 1984. Vol. 55, №3. P. 143-148.

17. Werker E., Ravid U., Putievsky E. Structure of glandular hairs and identification of the main components of their secreted material in some species of the Labiatae // Israel Journal of Botany. 1985a. Vol. 34. P. 3145.

18. Bayrak A., Akgül A. Composition of essential oils from Turkish Salvia species // Phytochemistry, 1987. Vol. 26. №3. P. 846-847.

19. Chialva F., Monguzzi F., Manitto P. Composition of the essential oils of five Salvia species // J. Essent. Oil Res. 1992. Vol. 4. №5. P. 447-455.

20. Catsiotis S., Iconomou N.G. Qualitative and guantitative comparative gas-liquid-chromatographic analysis of the essential oil of Salvia triloba grown in Greece // Pharm. Acta Helv. 1984. Vol. 59. №1. P. 29-32.

21. Kustrak D. Greek sage in dalmatic flora // Pharm. Acta Helv. 1987. Vol. 62. №1. P. 7-13.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

22. Serrato-Valenti G., Bisio A., Cornara L., Ciarallo G. Structural and histochemical investigation of the glandular trichomes of Salvia aurea L. leaves, and chemical analysis of the essential oil // Annals of Botany. 1997. Vol. 79. №3. P. 329-336.

23. Werker E., Ravid U., Putievsky E. Glandular hairs and their secretion in the vegetative and reproductive organs of Salvia sclarea and Salvia dominica // Israel Journal of Botany. 1985b. Vol. 34. P. 239-252.

Поступило в редакцию 1 декабря 2001 г.