CC BY
51
Химия растительного сырья. 2010. №2. С. 139-142.
УДК 668.52:668.53:61
КОМПОНЕНТНЫЙ СОСТАВ И АНТИФУНГАЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ ЭКСТРАКЦИОННОГО МАСЛА EUPATORIUM CANNABINUM L. ФЛОРЫ АЗЕРБАЙДЖАНА
© Н.П. Мехтиева1, С.В. Серкеров1, К. Ф. Бахшалиева2
1Институт ботаники Национальной академии наук Азербайджана, 2Институт микробиологии Национальной академии наук Азербайджана, Бадамдарское шоссе, 40, Баку, 1073 (Азербайджан) e-mail: [email protected], [email protected], [email protected]
Впервые приводятся данные по химическому составу и антифунгальной активности экстракционного масла и водного экстракта Eupatorium cannabinum L., произрастающего во флоре Азербайджана. Экстракционное масло получено при колоночном хроматографировании (6-я и 7-я фракции) элюированного гексаном этанольного (96°) экстракта из воздушно-сухих надземных частей растений, собранных в фазе массового цветения. По данным хромато-масс-спектрометрии основными компонентами масла являются этиловый эфир линолиевой кислоты (55,01 и 27,11%), этиловый эфир (Z,Z,Z) 9,12,15-октадекатриеновой кислоты (69,30 и 28,87%) и этиловый эфир гексадекановой кислоты (10,07 и 2,52%, соответственно). Водный экстракт и масло, полученные из надземных частей растений Eupatorium cannabinum обладают выраженной анти-фунгальной активностью в отношении культуры-грибов Trichoderma lignorum, Fusarium oxysporum и Aspergillus niger.
Ключевые слова: Asteraceae, Eupatorium cannabinum L., экстракционное масло, компонентный состав, антифунгаль-ная активность, культуры-грибов Trichoderma lignorum, Fusarium oxysporum и Aspergillus niger.
Введение
Род Eupatorium L. из семейства Asteraceae Dumort. включает свыше 400 видов, распространенных в Америке, Европе, Азии и тропической Африке. На Кавказе и в Азербайджане этот род представлен всего 1 видом Eupatorium cannabinum L. (посконник коноплевый). Вид описан из Европы [1]. П. коноплевый представляет собой лесное многолетнее растение, которое часто встречается у водопадов, родников, а также по берегам рек и речек. Во многих районах Азербайджана имеет значительные запасы.
В народной медицине отвар надземных частей E. cannabinum используют внутрь при цинге, геморрое, а также в качестве слабительного и антигельминтного средства, наружно - при опухолях и длительно не заживающих ранах. В Болгарии посконник коноплевый рекомендуют при заболеваниях печени, желчного пузыря и селезенки, а также при гриппе и респираторных инфекциях. Корневища применяются как диуретическое и желчегонное средство. В эксперименте установлено, что сумма флавоноидов, выделенных из E. cannabinum повышает желче-выделение на 25% и оказывает диуретическое действие [2]. Эфирное масло обладает антибактериальной активностью в отношении грамположительных бактерий [3]. В виде эссенции E. oannabinum применяется в гомеопатии [4]. В надземных частях п. коноплевого, кроме эфирного масла, содержатся углеводы, сесквитерпеноиды, сапонины, алкалоиды, фенолкарбоновые кислоты, дубильные вещества, полисахариды и флавоноиды [2, 3, 5-12].
Материалы и методы
Надземные части E. oannabinum были собраны в фазу массового цветения 17 июля 2007 г. у водопада в окрестностях с. Илису Гахского района Республики Азербайджан (GPS N 41°27'33.6", E 047°04'12.3") 1436 м над ур. м., где образует большие заросли. Гербарные материалы переданы в гербарный фонд Института ботаники НАН Азербайджана (ВАК), а также хранятся в отделе растительных ресурсов (в личных коллекциях лекарственных растений Н.П. Мехтиевой). Масло получено при колоночном хроматографировании этанольного
* Автор, с которы следует вести переписку.
Здесь и далее речь идет о экстракционном масле, полученном при колоночном хроматографировании (из 6-ой и 7-ой фракций) этанольного экстракта надземных частей Eupatorium cannabinum.
(96%) экстракта (6 и 7-я фракции) из воздушно-сухих надземных частей, элюированного гексаном. Химический состав масла исследовали методом хромато-масс-спектрометрии на газовом хроматографе «Aqilent Te-cholgies» с квадрупольным масс-спектрометром (5975С) в качестве детектора. Использовалась 30-метровая капиллярная колонка «HP-5 MS 5% Methil Siloxane». Температурный режим колонки запрограммирован следующим образом: начальная температура 70 °С - 2 мин стабильно, подъем температуры 5 °С/мин до 280 °С - 6 мин стабильно. Продолжительность анализа 22 мин. Газ-носитель «Не», масс-детектор Srlit/Splitless, Injection-Split. Масло разбавлялось системой метанол-хлороформ (1 : 2). Содержание компонентов вычисляли нормализацией по площадям газохроматографических пиков без использования коэффициентов чувствительности. Для идентификации соединений использовали стандартные масс-спектрометрические библиотеки NIST и Wiley.
Для определения антифунгального действия испытывались воздушно-сухие надземные части E. cannabi-num, а также полученные из них водный экстракт и масло. В качестве штамм-культуры использованы Trichoderma lignorum, Fusarium oxysporum и Aspergillus niger, хранящиеся в музее Института микробиологии НАН Азербайджана. Культивирование грибов проводили по известному методу [13] на жидкой среде (водный экстракт E. cannabinum и среда Чапека с введением масла того же растения). Определение антифун-гальной активности проводилось в три этапа:
1) рост культуры-грибов на твердой питательной среде. Для этого воздушно-сухое сырье E. cannabinum измельчалось до 0,5-1 см, затем увлажнялось водопроводной водой до 55-60%, при pH 6,5-7,0. Увлажненный субстрат помещали в чашки Петри и стерилизовали в автоклаве при 1 атм. в течение 45 мин. После стерилизации биомассу грибов в одинаковом количестве высевали в чашки Петри и выдерживали в термостате при температуре 25-27 °С. На 3, 5 и 7-ой дни посева (в зависимости от роста) проводили учет выросших колоний грибов. Результаты исследований представлены на рисунке 1;
2) рост культуры-грибов на жидкой питательной среде (водный экстракт). С этой целью надземные части растений Eupatorium cannabinum экстрагировали водопроводной водой в соотношении 1 : 10 на водяной бане.
Полученный водный экстракт после охлаждения процеживали и разливали в колбы вместимостью 200 мл по 100 мл в каждую, pH доводили до 6,5-7,0, затем стерилизовали в течение 45 мин при 0,5 атм. После этого высевали культуры грибов в колбы с водным экстрактом исследуемого растения. Далее колбы помещали в термостат на 7 суток при температуре 25-27 °С, в качестве контроля использовалась среда Чапека. После фильтрации культурной жидкости определяли вес биомассы. Фильтрат высушивали до постоянного веса при температуре 98 °С. Полученные результаты отражены на рисунке 2;
3) рост культуры-грибов на жидкой питательной среде (масло). Для этого приготовлялись питательные среды Чапека, которые стерилизовались в автоклаве в течение 45 мин под давлением 0,5 атм. После стерилизации в колбы с питательными средами добавлялись 0,1, 0,3 и 0,5% спиртовые растворы масла. В контрольные колбы масло не добавлялось. Биомассы Trichoderma lignorum, Fusarium oxysporum и Aspergillus niger добавляли во все питательные среды в одинаковом количестве. Затем все колбы помещали в термостат на 7 суток при температуре 25-27 °С. После истечения 7 суток инокулянт фильтровали через фильтровальную бумагу, сушили при определенной температуре и взвешивали. Полученные результаты показаны на рисунке 3.
Результаты и обсуждение
Выход масла из надземных частей E. сannabinum не определяли, так как оно было получено хроматогра-фированием на колонке. Готовое масло представляет собой легкоподвижную жидкость желтого цвета с приятным запахом. В масле из 6-й фракции установлено 20 компонентов (табл.). Основной его компонент -этиловый эфир линолиевой кислоты (55,01%). Из других мажорных компонентов можно отметить этиловый эфир (Z,Z,Z) 9,12,15-октадекатриеновой кислоты (28,87%) и этиловый эфир гексадекановой кислоты (10,07%). Для масла из 6-ой фракции характерно значительное содержание кислородсодержащих соединений (97,45%). Высшие предельные углеводороды составляют всего 0,51%. На долю азотсодержащих соединений приходится 1,12%, а серосодержащих - 0,92%.
В эфирном масле из 7-й фракции выявлено всего 4 компонента, главными из которых также являются этиловый эфир (Z,Z,Z) 9,12,15-октадекатриеновой кислоты (63,30%) и этиловый эфир линолиевой кислоты (27,11%). В этом масле присутствуют только лишь кислородсодержащие соединения.
В литературе мы не встречали работ по исследованию антифунгальной активности как самих растений E. cannabinum, так и их водных экстрактов и экстракционного масла, полученного из этанольного экстракта при колоночном хроматографировании. Поэтому проведение работ в этом направлении нам представилось интересным. Так, исследования показали, что надземные части растений Eupatorium cannabinum являются хорошим питательным субстратом для культуры-грибов Trichoderma lignorum и Aspergillus niger. Для гри-
Компонентный состав и антифунгальная активность
141
бов Fusarium oxysporum на 3-й день отмечен довольно слабый рост (диаметр колоний 1,1 см). На 5-й день наблюдался значительный рост этой культуры - грибов, диаметр колоний резко увеличился почти в 4 раза. А на 7-й день отмечено незначительное увеличение диаметра колоний - грибов до 4,5 см.
Рис. 1. Рост колоний - грибов Trichoderma lignorum (T), Fusarium oxysporum (F) и Aspergillus niger (A) на твердой питательной среде Eupatorium cannabinum. По оси абсцисс - дни
Рис. 3. Влияние разных концентраций экстракционного масла Eupatorium cannabinum на рост колоний - грибов Trichoderma lignorum (T), Fusarium oxysporu(F) и Aspergillus niger (A)
Рис. 2. Влияние водного экстракта Eupatorium cannabinum на рост колоний - грибов Trichoderma lignorum (T), Fusarium oxysporum (F) и Aspergillus niger (A)
Качественный состав и количественное содержание компонентов экстракционного масла из надземных частей Eupatorium cannabinum
№ Названия компонентов t, мин w, %
6-я фракция
1. Дифенилсульфид 8,622 0,58
2. 6-метил-октадекан 8,923 0,05
3. Бутилгидрокситолуен 9,199 0,13
4. Линалилбутират 9,743 0,24
5. Гераниол (или лимонен) 11,282 0,37
6. Этиловый эфир миристиновой кислоты 12,098 0,03
7. Этиловый эфир пентадекановой кислоты 12,789 0,12
8. Имидазол, 2-амино-5-[(2-карбокси) винил] 13,316 0,44
9. Этиловый эфир Е-11гексадеценовой кислоты 13,396 0,84
10 Этиловый эфир гексадекановой кислоты 13,438 10,07
11 3-гидрокси-а бензенметанол -[(метиламино)метил]-,^)- 13,895 0,20
12 Тетрагидроксид тиофен-3-ол 13,937 0,34
13 Этиловый эфир линолиевой кислоты 14,538 55,01
14 Этиловый эфир ^^Д-9Д2,15-октадекатриеновой кислоты 14,580 28,87
15 Этиловый эфир октадекановой кислоты 14,677 1,05
16 2-оксо-3-метил-^иопергидро-1,3-бензоксазин 14,834 0,28
17 Р-метокси-а-метил-фенетуламин 15,692 0,38
18 3-этоксиамфетамин 15,722 0,30
19 Линалиновая кислота 16,089 0,24
20 Гептакозан 17,000 0,46
7-я фракция
1. 6,10,14-триметил 2-пентадеканон 12,457 1,07
2. Этиловый эфир гексадекановой кислоты 13,434 2,52
3. Этиловый эфир линолиевой кислоты 14,521 27,11
4. Этиловый эфир (Z,Z,Z) -9,12,15-октадекатриеновой кислоты 14,576 69,30
4
3
2
0
T
F
A
Фунгистатическую активность водного экстракта определили по слабому росту культуры - грибов. Как видно из рисунка 2, водный экстракт Eupatorium cannabinum, по сравнению с контролем, обладает высокой фунгистатической активностью в отношении исследуемых грибов. Выявлено, что наибольшей ингибирую-щей активностью водный экстракт обладает в отношении гриба Aspergillus niger (вес биомассы составил 0,14 г/л) и наименьшей - в отношении Trichoderma lignorum (вес биомассы - 0,3 г/л).
Исследования антифунгальной активности масла Eupatorium cannabinum показали, что оно во всех концентрациях полностью подавляет рост культуры - грибов Aspergillus niger. В отношении штамм-культуры Trichoderma lignorum наибольшую ингибирующую активность масло проявляло при концентрации 0,1% (вес биомассы 0,68 г/л), а наименьшую - при концентрации 0,5% (сухая биомасса 1,66 г/л). Масло во всех разведениях (0,5, 0,3, 0,1%) проявляет почти одинаковое фунгистатическое действие в отношении штамм-культуры Fusarium oxysporum, сухая биомасса составляла 0,58, 0,52 и 0,62 г/л, соответственно.
В результате исследования показано, что антифунгальное действие масла Eupatorium cannabinum проявлялось более выражено по сравнению с антифунгальным действием водного экстракта.
Полученные данные выявляют широкий спектр фунгицидного (отношении Aspergillus niger) и фунгиста-тического действия масла и водного экстракта Eupatorium cannabinum, что позволяет считать перспективным дальнейшее углубленное изучение их как в плане антифунгального действия и практического использования, так и в целях изучения других видов биологической активности.
Выводы
1. Экстракционное масло получено из 6-й и 7-й фракций при элюировании гексаном этанольного экстракта из надземных частей Eupatorium cannabinum.
2. В составе масла из 6-й фракции установлено 22, а из 7-й фракции - 4 компонента, основными из которых являются этиловый эфир линолиевой кислоты (соответственно 55,01 и 27,11%), этиловый эфир (Z,Z,Z) 9,12,15-октадекатриеновой кислоты (соответственно 28,87 и 69,30%) и этиловый эфир гексадекановой кислоты (соответственно 10,07 и 2,52%).
3. Водный экстракт и масло, полученные из надземных частей растений Eupatorium cannabinum обладают выраженной антифунгальной активностью в отношении культуры-грибов Trichoderma lignorum, Fusa-rium oxysporum и Aspergillus niger.
Авторы благодарят зам. начальника Управления криминалистических исследований МВД Республики
Азербайджан полковника Р.Н. Байрамова за предоставленную возможность проведения хромато-масс-
спектроскопических анализов эфирного масла.
Список литературы
1. Аскеров А.М. Высшие растения Азербайджана (Lamiaceae, Asteraceae): Конспект флоры Азербайджана. Баку,
2008. Т. 3. С. 50-51 (на азерб. яз.).
2. Растительные ресурсы СССР: Цветковые растения, их химический состав, использование. Семейство Asteraceae (Compositae). СПб., 1993. C. 158-161.
3. Senatore F., Fusco R.D., Napolitano F. Eupatorium cannabinum L. ssp. сannabinum (Asteraceae) essential oils. Chemical composition and antibacterial activity // Jornal of Essential Oil Research. 2001. N13. Pp. 463-466.
4. Киселева Т.Л., Цветаева Е.В. Номенклатура производящих растений и сырья для производства гомеопатических лекарственных средств в России. М., 2002. 122 c.
5. Judzentiene, Asta. Chemical composition of leaf and inflorescense essential oils of Eupatorium cannabinum L. from Eastern Lithuania // Journal Essential Oil Research. 2007. V. 19. N5. Pp. 403-406.
6. Flamini G., Cioni P.L., Moreli I. Analysis of the essential oil of the leaves and flowers/fruits of Eupatorium cannabinum L. from South Tuscany (Central Italy) // Journal Essential Oil Research. 2003. V. 15. Pp. 127-129.
7. Серкеров С.В., Мехтиева Н.П. Новый компонент Eupatorium cannabinum L. // Химия природных соединений.
2009. №3. С. 318-320.
8. Herz W. Chemistry of the eupatoriinae // Biochem. Syst. Ecol. 2001. V. 29. P. 1115-1137.
9. Stevens J.F., Elema E.T., Wollenweber E. Exudate flavonoids of Eupatorium cannabinum // Biochem. Syst. Ecol. 1995. V. 23. Pp. 451-452.
10. Woerdenbag H.J. Eupatorium cannabium L. A review emphasizing the sesquiterpene lactones and their biological activity // Pharm. Weekbl. Sci.End. 1986. V. 8. Pp. 245-251.
11. Woerdenbag H.J., Malinger T.M., Lemstra W., Kogins W.T. Cytostatic activity of eupatoriopicrin in fibrosarcoma-bearing mice // Phytother. Res. 1987. N1. P. 76-79.
12. Woerdenbag H.J. Eupatorium cannabium L. A review emphasizing the sesquiterpene lactones and their biological activity // Pharm. Weekbl. Sci. End. 1986. N8. P. 245-281.
13. Методы экспериментальной микологии / под. ред. В.И. Билай. Киев, 1982, 500 с.
Поступило в редакцию 28 июля 2009 г.
После переработки 2 декабря 2009 г.
