CC BY
105
Химия растительного сырья. 2012. №1. С. 101-104.
УДК 615.322:547.913
ОСОБЕННОСТИ СОДЕРЖАНИЯ ЭФИРНОГО МАСЛА В ХВОЕ ПИХТЫ СИБИРСКОЙ ПЕРВОГО И ВТОРОГО ГОДА
© Н.В. Пахарькоеа, М.С. Радогуз, С.В. Голубее, А.А. Ефремов
Сибирский федеральный университет, пр. Свободный, 79, Красноярск,
660041 (Россия), e-mail: [email protected]
Методом хромато-масс-спектрометрии исследован состав эфирного масла хвои первого и второго года жизни пихты сибирской, произрастающей на разной высоте над уровнем моря. Отмечаются отличия в составе полученного масла. Ключевые слова: хвоя пихты сибирской, эфирное масло, компонентный состав,
Введение
Горные леса Западного Саяна являются одними из немногих слабонарушенных лесных территорий [1]. Наибольшую площадь в этом районе занимает пояс темнохвойных лесов. Основными представителями хвойных являются сосна сибирская (Pinus sibirica Du Tour.) и пихта сибирская (Abies sibirica Ledeb.). Эти виды играют первостепенную роль в растительном покрове, образуя обширные массивы.
Эфирное масло пихты сибирской, получаемое согласно ОСТ 13-221-86 из древесной зелени (пихтовой лапки диаметром не более 8 мм), достаточно изучено на предмет компонентного состава [2-4]. Вместе с тем очевидно, что природно-климатические условия произрастания тех или иных древесных растений могут в существенной степени определять количественный состав некоторых компонентов. Однако очевидно, что компонентный состав в пределах лапки может также изменяться, так как лапка содержит хвоинки первого и второго года жизни. В этой связи представляло интерес исследовать выход и компонентный состав эфирного масла хвои пихты сибирской первого и второго года жизни в зависимости от высоты над уровнем моря.
Экспериментальная часть
Для исследования нами было взято две пробные площади в районе горного хребта Борус (52°45' с.ш., 91°40' в.д.), расположенных на склоне северо-западной экспозиции на различной высоте над уровнем моря: ПП1 - 980 м (верх), 11112 - 530 м (низ). Сбор хвои проводили в декабре 2009 г.
Несексуализированные побеги брали из средней части кроны 60-80-летних 35-40 деревьев. Для анализа отбирали хвою отдельно первого (текущего) и второго года с однолетних и двулетних побегов соответственно. Хвоя этих видов характеризуется достаточно длительным периодом жизни - у пихты сибирской 8-11 лет, но формирование хвои практически полностью завершается в течение вегетационного периода первого года жизни [5]. Ассимилирующие органы играют роль регуляторного звена в функционировании растительного организма и весьма чувствительны к условиям произрастания. Климатические особенности высотных зон могут в различной степени влиять на содержание отдельных компонентов в соста-ве эфирного масла хвои различных возрастов.
Свежую хвою первого и второго года, собранную внизу (11112 -530 м) ив верху (ПП1 - 980 м над уровнем моря), загружали в цельнометаллическую установку для получения эфирного масла, снабженную насадкой Клевенджера. Эфирное масло получали методом исчерпывающей гидропародистилляции в течение 16-17 ч на установке, описанной в [6]. Количественно собранное эфирное масло сушили над свежепрокален-
* Автор, с которым следует вести переписку,
ным Na2SO4, взвешивали и хранили в темных флаконах при температуре не выше 5 °С. Выход эфирного масла определяли гравиметрически из расчета на абсолютно сухую навеску сырья. Влажность исходного сырья определяли высушиванием при 100±2 °С до постоянного веса. Основные физико-химические характеристики (плотность и показатель преломления) определяли с использованием высокоточных приборов Mettler Toledo DE 40 Density Meter и Mettler Toledo RE 40D Refractometer с четырьямя значащими цифрами. Компонентный состав полученного эфирного масла устанавливали методом хромато-масс-спектрометрии с использованием Agilent Technologies 7890 GC System с квадрупольным масс-спектрометром Agilent Technologies 5975 С в качестве детектора с использованием капиллярной колонки длиной 30 мс фазой 5% дифенил-95% диметил-силоксан с внутренним диаметром 0,25 мм. Идентификацию компонентов осуществляли по полученным масс-спектрам и масс-спектрам банка данных Willey 275, а также с использованием линейных индексов удерживания, аналогично [7]. При полном совпадении масс-спектров (совпадение не менее 95%) и линейных индексов удерживания идентификация считалась установленной.
Результаты и их обсуждение
Методом исчерпывающей гидропародистилляции установлено, что выход эфирного масла из хвои первого и второго года жизни, собранной на разных высотах, различен. Хотя эти различия и незначительны, но они воспроизводятся с хорошей точностью (табл. 1).
Из полученных результатов видно, что хвоя пихты первого года жизни содержит большее количество эфирного масла, чем хвоя пихты второго года жизни, причем с увеличением высоты произрастания деревьев содержание эфирного масла уменьшается. Таким образом, максимальное содержание эфирного масла наблюдается в хвое пихты первого года жизни, произрастающей в более низких местах.
Основные физико-химические характеристики полученного эфирного масла из хвои пихты представлены в таблице 2.
Компонентный состав полученных образцов эфирного масла хвои пихты первого и второго года жизни приведен в таблицах 3 и 4.
Из анализа полученных данных следует, что в эфирном масле хвои первого года жизни основными компонентами являются: борнилацетат (42,49% низ и 39,87% верх произрастания), камфен (20,78 и 15,80% соответственно), а-пинен (7,02 и 4,37% соответственно), лимонен (4,58 и 6,68% соответственно), борнеол (4,86 и 7,24% соответственно), а-гумулен (2,64 и 3,49% соответственно) и некоторые другие. Причем содержание этих компонентов в эфирном масле изменяется по-разному с изменением высоты произрастания пихты: содержание борнилацетата, камфена, а-пинена уменьшается с увеличением высоты произрастания пихты, а содержание лимонена, борнеола, а-гумулена - увеличивается.
Интересно отметить, что содержание борнилацетата, основного компонента пихтового масла, определяющего его сортность согласно ОСТ 13-221-86, составляет в этом случае более 42% для пихты нижних
уровней произрастания и более 39% Таблица Г Выход эфирного масла из хвои пихты ддя верхних уровней произрастания.
в зависимости от высоты произрастания и года Аналогичные закономерности по
роста (время отгонки масла - 16 ч) содержанию компонентного состава
наблюдаются также в эфирном масле из хвои второго года жизни, однако наиболее интересным, на наш взгляд, является то, что содержание некоторых компонентов в этом случае заметно отличается от их содержания в эфирном масле из хвои первого года жизни. Так эфирное масло хвои второго года жизни содержит значительно больше борнилацетата (51,12% низ и 46,64 верх), а содержание камфена заметно меньше - (15,20% низ и 10,96% верх).
Наименование сырья Выход масла, % масс,
Хвоя пихты - мутовка 1 года низ 5,94±0,12
Хвоя пихты - мутовка 1 года середина 3,88±0,08
Хвоя пихты - мутовка 2 года низ 4,32±0,09
Хвоя пихты - мутовка 2 года середина 3,11±0,06
Таблица 2. Плотность и показатель преломления полученных образцов эфирного масла хвои пихты первого и второго года
Наименование сырья Плотность, Показатель
г/см3 преломления
Эфирное масло хвои 1 года, низ 0,9215 1,4713
Эфирное масло хвои 1 года, середина 0,9226 1,4733
Эфирное масло хвои 2 года, низ 0,9301 1,4716
Эфирное масло 2 года, середина 0,9298 1,4731
Таблица 3. Компонентный состав эфирного масла хвои первого года
№ п/п Время удерживания, мин Линейный индекс удерживания Компонент Содержание, % от цельного масла
низ середина
1 6,33 884 Сантен 1,84 1,39
2 7,45 921 Трицикл ен 1,69 1,24
3 7,83 932 а-пинен 7,02 4,37
4 8,34 947 Камфен 20,78 15,80
5 9,28 975 Р-пинен 0,73 0,91
6 9,81 991 Р-мирцен 0,24 0,33
7 10,49 1010 3-карен 2,57 5,40
8 11,18 1028 Лимонен 4,58 6,68
9 12,30 1058 у-терпинен 0,10 0,10
10 13,41 1088 а-терпинолен 0,71 0,83
11 15,52 1144 Камфора 0,14 0,10
12 16,36 1166 Борнеол 4,86 7,24
13 16,78 1177 4-терпинеол 0,13 < 0,1
14 20,87 1287 Борнилацетат 42,49 39,87
15 24,16 1375 Линалил изобутаноат 0,10 0,10
16 24,88 1405 ^иоселина-4( 15),6-диен 0,11 0,10
17 25,01 1408 Лонгифолен 0,15 0,20
18 25,48 1422 Кариофиллен 0,10 0,26
19 26,47 1452 а-химахален 0,50 0,52
20 26,61 1456 а-гумулен 2,64 3,49
21 27,43 1478 у-химахален 0,16 0,19
22 27,98 1498 а-аласкен 1,43 1,87
23 28,14 1501 Р-химахален 0,21 0,19
24 28,34 1511 Р-бизаболен 0,23 0,21
25 28,58 1517 (7)-у-бизаболен 0,15 0,17
26 29,09 1534 (Е)-у-бизаболен 0,71 0,87
27 30,03 1565 (Е)-неролидол 0,25 0,26
28 31,85 1614 Эпикси-Р-химахален 0,43 0,47
29 33,71 1664 Левоменол 0,72 0,86
30 33,78 1688 а-бизаболол 2,42 2,63
31 41,26 1965 Дибутилфталат < 0,1 0,27
Таблица 4. Компонентный состав эфирного масла хвои второго года
№ Время удержива- Линейный индекс Компонент Содержание, % от цельного масла
п/п ния, мин удерживания Низ Середина
1 2 3 4 5 6
1 6,33 884 Сантен 0,98 0,53
2 7,45 921 Трицикл ен 1,05 0,73
3 7,83 932 а-пинен 4,93 2,86
4 8,34 947 Камфен 15,20 10,96
5 9,28 975 Р-пинен 0,69 0,75
6 9,81 991 Р-мирцен 0,21 0,31
7 10,49 1010 3-карен 2,67 5,07
8 11,18 1028 Лимонен 4,82 6,25
9 12,30 1058 у-терпинен < 0,1 0,10
10 13,41 1088 а-терпинолен 0,86 0,84
11 15,52 1144 Камфора < 0,1 0,70
12 16,36 1166 Борнеол 3,98 7,72
13 16,78 1177 4-терпинеол < 0,1 0,13
14 20,87 1287 Борнилацетат 51,12 46,64
15 24,16 1375 Линалил изобутаноат 0,16 0,22
16 24,88 1405 Цис-селина-4( 15 ),6-диен 0,10 0,39
17 25,01 1408 Лонгифолен 0,75 0,86
18 25,48 1422 Кариофиллен 3,02 4,31
19 26,47 1452 а-химахален 0,17 0,20
20 26,61 1456 а-гумулен 1,70 2,39
21 27,43 1478 у-химахален 0,19 0,23
Окончание таблицы 4
1 2 3 4 5 6
22 27,98 1498 а-аласкен 0,19 0,23
23 28,14 1501 Р-химахален 0,15 0,19
24 28,34 1511 Р-бизаболен 0,70 1,00
25 28,58 1517 (7)-у-бизаболен 0,23 0,33
26 29,09 1534 (Е)-у-бизаболен 0,42 0,55
27 30,03 1565 (Е)-неролидол < 0,1 0,25
28 31,85 1614 Эпикси-Р-химахален 1,30 0,13
29 33,71 1664 Левоменол 0,88 1,20
30 33,78 1688 а-бизаболол 3,00 3,22
31 41,26 1965 Дибутилфталат 0,34 0,51
Заключение
Наблюдаемые закономерности в содержании отдельных компонентов, а также в количестве самого масла являются результатом влияния высоты произрастания деревьев на развитие, синтез и накопление отдельных метаболитов растительных тканей древесных растений.
Список литературы
1. Потапов П.В., Аксенов Д.Е., Глушков И.В., Дубинин М.Ю. Малонарушенные лесные территории мира: карта / под ред. М.Л. Карпачевского. М., 2006. 217 с.
2. Черняева Г.Н., Долгодворова С.Я., Степень Р.А. Утилизация древесной биомассы. Красноярск, 1987. 167 с.
3. Колесникова Р.Д., Тагильцев Ю.Г. Особенности химического состава и физико-химических характеристик хвойных эфирных масел разных стран мира // Лесные биологически активные ресурсы : матер. межд. семинара. Хабаровск, 2001. С. 202-207.
4. Хасанов В.В., Рыжова Г.Л., Куряева Т.Т., Дычко К.А. Изучение состава и антиокислительной активности продуктов водно-паровой дистилляции пихты сибирской (Abies Sibirica L.) // Химия растительного сырья. 2009. №4. С. 83-88.
5. Силкина О.В., Винокурова Р.И. Сезонная динамика содержания хлорофилла и микроэлементов в формирующейся хвое Abies Sibirica и Picea Abies // Физиологиярастений. 2009. Т. 56, №6. С. 864-870.
6. Ефремов А.А., Зыкова И.Д., Федянина Е.П., Терещенко Е.Г. Компонентный состав эфирного масла лепестков роз // Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья: матер. IV Всероссийской научной конф., Барнаул, 2009. Кн. 2. С. 115-117.
7. Ткачёв А.В. Исследование летучих веществ растений. Новосибирск, 2008. 969 с.
Поступило в редакцию 6 июля 2010 г.
