CC BY
206
Химия растительного сырья. 2017. №1. С. 59-64. DOI: 10.14258/jcprm.2017011515
УДК 577.13:633.812:665.53
КОМПОНЕНТНЫЙ СОСТАВ И СОДЕРЖАНИЕ ЭФИРНОГО МАСЛА ДВУХ ВИДОВ LAVANDULA (LAMIACEAE), ВЫРАЩИВАЕМЫХ В УСЛОВИЯХ КРЫМА
© В.Д. Работягов, А.Е. Палий
Никитский ботанический сад - Национальный научный центр РАН, Никитский спуск, 52, Ялта, 298648 (Россия), e-mail: [email protected]
Цель настоящего исследования - провести сравнительный анализ компонентного состава и содержания летучих соединений эфирных масел двух новых форм Lavandula angustifolia Mill. и L. latifolia Medic., выращиваемых на Южном берегу Крыма.
Растительное сырье собирали в фазе массового цветения. Эфирное масло извлекали из мелкоизрубленных воздушно-сухих соцветий методом гидродистилляции по Гинзбергу, с дальнейшим перерасчетом на абсолютно сухой и сырой вес. Компонентный состав определяли методом газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием.
Установлено, что содержание эфирного масла в соцветиях L. angustifolia и L. latifolia колеблется в пределах 1,50-2,2% в пересчете на сырой вес. Выход эфирного масла из растительного сырья L. latifolia выше на 27-29%. При хроматографическом разделении эфирного масла L. angustifolia идентифицировано 54 соединения терпеновой природы, L. latifolia - 53 соединения. Основными компонентами эфирного масла L. angustifolia являются линалилацитат (42% от общего содержания) и линалоол (22%). Массовая доля 1,8-цинеола и камфоры не превышает 1,5%. Содержание монотерпенов и сесквитерпенов почти в два раза выше, чем в масле L. latifolia. Эфирное масло L. latifolia отличается максимальными концентрациями линалоола, камфоры и 1,8-цинеола и следовыми количествами монотерпеновых сложных эфиров.
Компонентный состав и содержание летучих соединений L. angustifolia свидетельствуют о высоком качестве ее эфирного масла и пригодности его использования в парфюмерии.Эфирное масло, получаемое из сырья L. latifolia непригодно для использования в парфюмерно-косметической отрасли. Однако оно может служить источником натурального линалоола, а высокие концентрации камфоры и 1,8-цинеола, обладающие противовоспалительными, спазмолитическим, седативными свойствами, обусловливают его ценность в фито- и ароматерапии.
Ключевые слова: Lavandula angustifolia, Lavandula latifolia, эфирное масло, линалилацетат, линалоол, камфора, 1,8-цинеол.
Работа была выполнена при поддержке Российского научного фонда (грант № 14-5000079). Введение
Лаванда (Lavandula L.) - род растений семейства яснотковых (Lamiaceae), включающий около 30 видов. Является ценной эфиромасличной, ароматической и лекарственной культурой. Эфирное масло лаванды используется в парфюмерно-косметической промышленности при производстве духов, туалетной воды, шампуней, дезодораторов и мыла. Масло проявляет широкий спектр фармакологического действия, в том числе спазмолитическое, седативное, антигипертензивное, антисептическое и противовоспалительное, что обуславливает его ценность в фито- и ароматерапии [1, 2].
n , z Основным возделываемым видом является
гаоотягов Валерии Дмитриевич - доктор
биологических наук, главный научный сотрудник лаванда узколистная - Lavandula angustifolia Mill.
лаборатории ароматических и лекарственных pacтeний, В некоторых странах в ограниченных масштабах e-mail: [email protected]
„ „ . , ^ _ возделывается другие виды лаванды, в частности
Палии Анфиса Ьвгеньевна - кандидат биологических
наук, заведующая лабораторией биохимии, лаванду широколистную - L. MifaUa Medic.
e-mail: [email protected]
* Автор, с которым следует вести переписку.
В прошлом веке на территории Советского Союза главным центром промышленного выращивания лаванды был Крым, где многие годы велись интенсивные селекционные и интродукционные работы с этой культурой [3]. В современной России промышленное возделывание лаванды существенно сократилось. В связи с увеличением спроса на натуральные растительные продукты, в условиях импортозамещения, представляется перспективным восстановление инфраструктуры по выращиванию лаванды.
Продуктивность лаванды определяется не только урожаем соцветий с куста, но и процентным содержанием и качеством эфирного масла. Кроме того, на качественный и количественный состав летучих компонентов эфирного масла значительное влияние оказывают его генетическое происхождение и условия произрастания. В связи с этим целью настоящего исследования являлось проведение сравнительного ана-лиза компонентного состава и содержания летучих соединений эфирных масел двух перспективных форм Lavandula angustifolia и L. latifolia, выращиваемых на Южном берегу Крыма.
Экспериментальная часть
Объектами исследования являлись соцветия двух новых форм лаванды L. angustifolia (форма 575) и L. latifilia (форма 1-9). Растительное сырье собирали на коллекционных участках лаборатории ароматических и лекарственных растений Федерального государственного бюджетного учреждения науки «Ордена Трудового Красного Знамени Никитский ботанический сад - Национальный научный центр Российской академии наук» (пгт Никита, Ялта, Республика Крым) в фазе массового цветения в июле-августе 2013-2015 гг.
Эфирное масло извлекали из мелкоизрубленных воздушно-сухих соцветий методом гидродистилляции по Гинзбергу с дальнейшим перерасчетом на абсолютно сухой и сырой вес [4]. Время отгонки эфир -ного масла - 1 ч. Повторность опытов трехкратная. Для статистической обработки полученных данных использовали программное приложение STATISTICA for Windows, Release 6.0.
Компонентный состав определяли методом газовой хроматографии [5] на хроматографе Agilent Technologies 6890 с масс-спектрометрическим детектором 5973. Ввод пробы в хроматографическую колонку проводили прямым в режиме split (с делением потока 1 : 80). Хроматографическая колонка - капиллярная DB-5, внешний диаметр 0,25 мм и длина 30 м. Скорость газа-носителя (гелий) 1,0 мл/мин. Температура нагревателя ввода пробы - 250 °С. Температура термостата программируемая от 50 до 320 °С со скоростью 4 °С/мин. Для идентификации компонентов используется библиотека масс-спектров NIST07 и WILEY 2007 с общим количеством спектров более 470000 в сочетании с программами для идентификации AMDIS и NIST. Также для идентификации компонентов использовались индексы Ковача, которые брались из литературных источников для капиллярных колонок, близких по своим свойствам к колонке DB-5 (с неполярной фазой): TR-5MS, AT-5, HT-5 и при условиях хроматографического анализа идентичных тем, что использовались в данной работе.
Обсуждениерезультатов
Климатические условия Южного берега Крыма, в которых выращивались оба вида лаванды, характеризуются как засушливые, жаркие, с умеренно теплыми зимами. Среднегодовая температура воздуха 13 °С. Температура самого теплого месяца (августа) 23-25 °С, самого холодного (февраля) 2,5-4,5 °С, средний из абсолютных годовых минимумов температуры -6...-9 °С, абсолютный минимум -15 °С. Зимний период, или период с устойчивыми среднесуточными температурами воздуха ниже 0 °С, наблюдается крайне редко [6]. Данные условия вполне пригодны для выращивания как L. angustifolia, так и L. latifolia.
Растения L. latifolia в полтора-два раза крупнее, чем L. angustifolia, имеют более глубокую и мощную стержневую корневую систему. Вид L. latifolia долговечен и засухоустойчив, способен успешно произрастать как на бедных известковых, так и на суглинистых плодородных почвах, однако очень чувствителен к низким температурам. Вымерзает уже при -14 °С. В то время как L. angustifolia в условиях культуры выдерживает морозы до -25 °С.
В течение всего периода исследований установлено, что выход эфирного масла в соцветиях двух видов лаванды колеблется в пределах 1,50-2,2% в пересчете на сырой вес и изменяется от года к году несущественно (табл. 1). Выход эфирного масла из растительного сырья L. latifolia выше на 27-29%, чем из L. angustifolia.
Таблица 1. Содержание эфирного масла в соцветиях Lavandula L.
Выход эфирного масла, %
Срок сбора расти- в пересчете на сырой в пересчете на абсолютно в пересчете на сырой в пересчете на абсолютно
тельного сырья вес сухой вес вес сухой вес
L. angustifolia L. latifolia
2013 г. 1,50 3,75 2,10 5,25
2014 г. 1,60 4,00 2,20 5,50
2015 г. 1,60 4,00 2,20 5,00
При хроматографическом разделении эфирного масла L. angustifolia идентифицировано 52 соединения терпеновой природы, L. latifolia - 53 соединения. В компонентном составе данных видов выявлены существенные различия (табл. 2). Компонентный состав эфирных масел изучаемых видов представлен в основном веществами терпеновой природы - moho-, сесквитерпенами и их производными. На долю терпенов приходится более 80% от общего содержания всех компонентов.
Качество эфирного масла лаванды, которое используется в парфюмерных целях, определяется высоким содержанием в нем монотерпеновых спиртов и сложных эфиров, среди которых главенствующая роль принадлежит линалилацетату. Негативное влияние на аромат эфирного масла оказывают камфора и 1,8-цинеол [7].
Основными компонентами эфирного масла L. angustifolia являются сложные эфиры монотерпенов, в том числе линалилацитат, массовая доля которого составляет более 40% от общего содержания, и ли-налоол. Содержание 1,8-цинеола не превышает 1,5%, а камфора выявлена лишь в исчезающе малом количестве. Концентрация монотерпенов и сесквитерпенов почти в два раза выше, чем в масле L. latifolia. Компонентный состав и содержание летучих соединений L. angustifolia свидетельствуют о высоком качестве ее эфирного масла и пригодности его использования в парфюмерии.
Таблица 2. Компонентный состав эфирных масел Lavandula L.
Компонент Индекс удержи- Содержание, % от цельного масла
вания (RI) L. angustifolia L. latifolia
1 2 3 4
Монотерпены
Ациклические монотерпены
Р-Мирцен 990 0,85 0,39
транс-Оирмен 1048 2,89 0,30
^ис-Оцимен 1039 3,37 0,07
Моноциклические монотерпены
а-Фелландрен 1003 0,06 0,11
Лимонен 1028 0,52 0,76
а-Терпинен 1014 0,09 0,09
и-Цимол 1024 0,12 0,11
у-Терпинен 1058 0,17 0,15
Терпинолен 1082 0,16 0,33
Бициклические монотерпены
а-Туйен 925 0,16 0,03
а-Пинен 933 0,19 1,21
Сабинен 973 0,10 0,45
Р-Пинен 974 0,14 1,24
Д3-Карен 1010 0,30 -
Трициклические монотерпены
Трициклен 924 0,01 0,06
Сумма монотерпенов 9,13 5,30
Сесквитерпены
Копаен 1373 - 0,03
Р-Бурбонен 1380 - 0,07
га^акс-Р-Кариофиллен 1408 3,21 0,43
а-Цедрен 1410 - 0,10
Сантален 1415 0,34 0,04
а-Бергамотен 1438 0,11 0,10
Гумулен 1451 0,09 0,03
Окончание таблицы 2
1 2 3 4
Р-Фарнезен 1459 0,38 0,37
Гермакрен Б 1478 - 0,47
Зингиберен 1487 - 0,07
Бициклогермакрен 1490 0,03 0,10
у-Кадинен 1507 0,24 0,49
5-Кадинен 1508 - 0,02
^иоа-Бизаболен 1511 0,06 0,12
Сумма сесквитерпенов 4,46 2,44
Сумма терпенов 13,59 7,74
Производные терпенов
Монотерпеновые спирты
га^акс-Сабиненгидрат 1058 0,14 0,32
транс- Линалоолоксид 1072 0,06 0,07
цис-Линалоолоксид 1090 0,03 0,05
цис-Сабиненгидрат 1097 0,07 -
Линалоол 1100 22,27 40,76
Терпиненол-4 1175 3,92 0,52
Борнеол 1164 0,53 3,11
Нерол 1225 0,23 -
и-Ментенол-8 1346 2,15 0,77
Монотерпеновые кетоны
Камфора 1143 0,07 18,45
Монотерпеновые сложные эфиры
Борнилф ормиат 1229 - 0,09
Фенхилацетат 1230 0,02 0,07
Линалилацетат 1262 42,82 0,94
Лавандулилацетат 1292 3,57 0,08
Нерил ацетат 1370 1,04 0,02
Геранилацетат 1387 1,82 0,05
Борнилбутират 1473 0,09 -
Монотерпеновые оксиды
1,8-Цинеол 1031 1,45 19,23
Сесквитерпеновые спирты
Ледол 1556 - 0,04
Виридифлорол 1579 - 0,02
Спатуленол 1581 0,04 0,04
Кубенол 1615 0,06 -
а-Кадинол 1635 0,53 -
а-Эвдесмол 1653 - 0,11
а-Бизаболол 1676 - 4,01
Сесквитерпеновые оксиды
Кариофиллен оксид 1584 0,44 0,37
Сумма производных терпенов 81,35 89,12
Нетерпеновые соединения
Бутилизобутират 939 0,09 0,04
Гексилацетат 1014 1,00 -
Октанон-3 1047 0,82 -
Октенил-3-ацетат 1095 1,38 0,21
Гексилбутират 1137 0,27 0,39
Гексилизобутират 1193 0,11 -
Гексил-2-метилбутират 1226 0,17 0,40
Куминаль 1236 0,11 -
Сумма нетерпеновых соединений 3,95 1,04
Количественное содержание идентифицированных компонентов 98,89 97,90
Эфирное масло L. latifolia отличается максимальными концентрациями линалоола, камфоры и 1,8-цинеола и следовыми количествами монотерпеновых сложных эфиров. Эфирное масло, получаемое из сырья L. latifolia, непригодно для использования в парфюмерно-косметической отрасли. Однако оно может служить источником натурального линалоола, а высокие концентрации камфоры и 1,8-цинеола, обладающие различной биологической активностью [8], позволяют применять данное масло в фито- и ароматерапии.
Также следует отметить, что изученные формы L. latifolia и L. angustifolia являются перспективными для использования в селекции при создании высокопродуктивных эфиромасличных межвидовых гибридов - лавандинов (Lavandula x intermedia Emeric ex Loisel).
Выводы
В результате проведенных исследований установлено, что климатические условия Юного берега Крыма оптимальны для выращивания L. angustifolia и L. latifolia.
L. angustifolia характеризуется более низким выходом эфирного масла по сравнению с L. latifolia. Наличие высоких концентраций монотерпеновых сложных эфиров и низких камфоры и 1,8-цинеола свидетельствуют о парфюмерном качестве эфирного масла L. angustifolia. Эфирное масло L. latifolia, напротив, содержит следовые количества сложных эфиров, однако большие концентрации линалоола, камфоры и 1,8-цинеола, проявляющие различную биологическую активность, обусловливают его ценность при использовании в качестве лечебно-профилактического средства.
Список литературы
1. Либусь O.K., Работягов В.Д., Кутько С.П., Хлыпенко Л.А. Эфирномасличные и пряно-ароматические растения. Фито-, арома- и ароматотерапия. Херсон, 2004. 272 с.
2. Woronuk G., Demissie Z., Rheault M., Mahmoud S. Biosynthesis and therapeutic properties of Lavandula essential oil constituents // Planta Med. 2011. Vol. 77. Pp. 7-15.
3. Машанов В.И., Андреева Н.Ф., Машанова Н.С. Новые эфирномасличные культуры: справочное издание. Симферополь, 1988. 160 с.
4. Государственная фармакопея СССР. Вып. 1. М., 1987. 335 c.
5. Jennings W., Shibamoto T. Qualitative analysis of Flavor and Volatiles by Glass Capillary Gas Chromatography. Academic Press rapid Manuscript Reproduction, 1980. 472 p.
6. Фурса Д.И., Фурса В.П. Агроклиматическая характеристика района агрометеостанции «Никитский сад». Минск, 1992. 41 с.
7. Lis-Balchin M. Lavander. The Genus Lavandula. Medicinal and Aromatic Plants- Industrial Profiles. London, 2002. 268 p.
8. Cavanagh H.M.A. Wilkinson J.M. Biological activities of Lavender essential oil // Phytother. Res. 2002. Vol. 16. Pp. 301-308.
Поступило в редакцию 29 сентября 2016 г. После переработки 27 октября 2016 г.
64
B.^,. PAEOT^rOB, A.E. nAHHH
Rabotyagov V.D., Paliy A.E. * COMPONENT COMPOSITION AND CONTENT OF ESSENTIAL OILS IN TWO SPECIES LAVANDULA (LAMIACEAE) GROWN IN THE CRIMEA
Nikita Botanical Garden - National Scientific Center, Russian Academy of Science, Nikitsky spusk, 52, Yalta, 298648
(Russia), e-mail: [email protected]
The aim of the investigation was to carry out a comparative analysis of the component composition and content of essential oil volatile compounds in Lavandula angustifolia Mill. and L. latifolia Medis. grown on the Southern Coast of Crimea.
The feedstock was collected in the phase of mass blossom. Essential oil was extracted from carefully chopped air-dry inflorescences according to the method of hydrodistillation by Ginsberg with further conversion for absolutely dry and fresh weight. Chemical composition was determined by gas chromatography with mass spectrometric detection.
It was found out that essential oil content in L. angustifolia and L. latifolia inflorescences varies 1,50-2,2% for fresh weight. Essential oil yield in L. latifolia was 27-29% higher.
Chromatographic separation of L. angustifolia essential oil let us to identify 54 terpene compounds and in L. latifolia -53 compounds. The main components of L. angustifolia essential oils are linalyl acetate (42% of total components) and linalool (22%). Mass part of 1,8-cineole and camphor does not exceed 1,5%. The content of monoterpenes and sesquiterpenes was twice more than in L. latifolia oil. The main components of L. latifolia essential oils are linalool, camphor and 1,8-cineole.
Component composition and content of L. angustifolia volatile compounds testify high quality of its essential oils. Essential oil extracted from L. latifolia feedstock is not suitable for use in the perfume and cosmetics industry. However, it could be a source of natural linalool and high concentrations of biologically active camphor and 1,8-cineole make it valuable for phy-to- and aromatherapy.
Keywords: Lavandula angustifolia, Lavandula latifolia, essential oil, linalyl acetate, linalool, camphor, 1,8-cineole. References
1. Libus' O.K., Rabotiagov V.D., Kut'ko S.P., Khlypenko L.A. Efirnomaslichnye i priano-aromaticheskie raste-niia. Fito-, aroma- i aromatoterapiia. [Essential oil and aromatic plants. Phyto-, aroma- and aromatherapy]. Kherson, 2004, 272 p. (in Russ.).
2. Woronuk G., Demissie Z., Rheault M., Mahmoud S. PlantaMed. 2011. Vol. 77. Pp. 7-15.
3. Mashanov V.I., Andreeva N.F., Mashanova N.S. Novye efirnomaslichnye kul'tury: Spravochnoe izdanie. [New essential-oil crops: Reference Edition]. Simferopol', 1988, 160 p. (in Russ.).
4. Gosudarstvennaia farmakopeia SSSR. [State Pharmacopoeia of the USSR]. vol. 1. Moscow, 1987, 335 p. (in Russ.).
5. Jennings W., Shibamoto T. Qualitative analysis of Flavor and Volatiles by Glass Capillary Gas Chromatography. Academic Press rapid Manuscript Reproduction, 1980, 472 p.
6. Fursa D.I., Fursa V.P. Agroklimaticheskaia kharakteristika raiona agrometeostantsii «Nikitskii sad». [Agroclimatic characteristic district agrometeostantsii "Nikita Garden"]. Minsk, 1992, 41 p. (in Russ.).
7. Lis-Balchin M. Lavander. The Genus Lavandula. Medicinal and Aromatic Plants- Industrial Profiles. London, 2002, 268 p.
8. Cavanagh H.M.A. Wilkinson J.M. Phytother. Res, 2002, vol. 16, pp. 301-308.
Received September 29, 2016 Revised October 27, 2016
* Corresponding author.
