CC BY
90
УДК 633.888
ПРИРОДА ЭКСТРАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ БАГУЛЬНИКА БОЛОТНОГО, ПРОИЗРАСТАЮЩЕГО В КРАСНОЯРСКОМ КРАЕ
© О.Ю. Веретнова, Н.А. Поляков, А.А. Ефремов
Красноярский государственный торгово-экономический институт, ул. Л. Прушинской, 2, Красноярск, 660075 (Россия) E-mail: chem@kgtei.kts.ru
В работе изучен состав экстрактивных веществ и компонентный состав эфирного масла багульника болотного, произрастающего на территории Красноярского края.
Введение
Народные названия: болотный дурман, клоповник, болотник, гонобль, чушачья трава, головолом, свинушник, болотная одурь [1]. Вечнозеленый, сильнопахучий кустарник, высотой 20-125 см (рис. 1) [2].
Молодые побеги с довольно густым рыжим опушением. Листья очередные, линейно-продолговатые или линейные, длиной 2-4 см и шириной 1,5-4 мм, зимующие, с цельными, завороченными на нижнюю сторону краями, на коротких (около З мм) черешках, сверху темно-зеленые, блестящие, снизу, особенно по срединной жилке, рыжеопушенные. Цветки белые, пятичленные, довольно крупные (длина лепестков 4-8 мм), собраны на концах ветвей в многоцветковое щитковидное соцветие. Цветоножки тонкие, рыжеопушенные, железистые. Плод - продолговато-овальная, темная слегка железисто-опушенная коробочка, длиной 4,5-5 мм [1, 3 ].
Цветет в мае-июле; семена созревают в июле-августе.
В медицине используют листья и молодые побеги.
Багульник болотный произрастает в лесной и тундровой зонах, а также в верхнем горнолесном поясе гор Сибири и Дальнего Востока. Приурочен к заболоченным хвойным лесам, сфагновым болотам и торфяникам.
Багульник болотный имеет обширный голарктический ареал. Он распространен в лесной и тундровой зонах европейской части бывшего СССР, Сибири и Дальнего Востока.
В Сибири северная граница распространения багульника болотного проходит через п-ов Ямал, к Обской губе, низовьям Енисея, через п-ов Таймыр, на 72° с. ш. пересекает р. Лену и, опускаясь до 70° с. ш., уходит на восток до Колымы.
Южная граница проходит через Приморский край,
Читинскую область, Бурятскую республику, Иркутскую область, Тувинскую республику, Алтайский край.
Большие запасы багульника болотного сосредоточены в Сибири.
Массовые заготовки возможны в Бейском, Саянском, Рис. 1. Багульник болотный - Ledum palustre L.
Ермаковском, Манском, Шушенском и других районах
края (табл. 1) [3].
* Автор, с которым следует вести переписку.
Таблица 1. Выявленные запасы багульника болотного в лесхозах юга Красноярского края
Типы леса Площадь, га Запасы, т
Кедровники багульниково-брусничные 17780 8001
Лиственничники багульниково-брусничные 19074 8583
Ельники багульниково-брусничные 1111 500
Березняки багульниково-брусничные 1498 674
Березняки багульниково-сфагновые 3247 1299
Итого: 42710 19057
Экспериментальная часть и обсуждение результатов
Заготавливают облиственные однолетние неодревесневшие побеги, длиной до 10 см, во время образования его зрелых плодов, в августе-сентябре. Сушат сырье на чердаках с хорошей вентиляцией под черепичной, шиферной или железной крышей или под навесами, разостлав тонким слоем (5-7 см) на ткани или бумаге и систематически переворачивая. Можно сушить в сушилках при температуре не выше 30°. После сушки удаляют одревесневшие безлистные стебли [1-8].
Во всех частях багульника, кроме корней, содержится эфирное масло: в листьях первого года 1,5-7,5%, второго года - 0,25-1,4%; в ветках первого года - 0,7-1,5%, второго года - от следов до 0,2%; в цветах -2,3% и в плодах - до 0,17% [2, 3, 9].
Надземная часть содержит:
макроэлементы (мг/г) - К - 4,2, Са - 6,1, Mg - 2,0, Fe - 0,45;
микроэлементы (мкг/г) - Мп - 0,54, Си - 0,05, 1п - 0,06, Со - 0,02, V- 0,25, Сг - 0,08, А1 - 0,37, Ва - 0,98,
- 3,6, М - 0,27, 8г - 0,04, РЬ - 0,04, I - 0,15, В - 4,6; концентрирует Мп, особенно & [2].
Кроме эфирного масла, в листьях багульника содержатся гликозид эриколин (арбутин) и дубильные вещества [2].
Багульник болотный имеет большие возможности применения в медицине. В нем содержится целый комплекс биологически активных соединений: дубильные вещества, кумарины, флавоноиды, фенолы, фено-локислоты, катехины, микроэлементы, аскорбиновая кислота, тритерпеноиды [10]. Однако наибольший интерес вызывают состав и биологическая активность эфирного масла. Багульник болотный обладает способностью возбуждать центральную нервную и сердечно-сосудистую систему, а также показывает хорошие противопаразитарные свойства. Так, например, эфирное масло багульника болотного из Иркутской области усиливает диурез, при внутревенном введении возбуждает дыхание и снижает кровяное давление [11-12].
Эфирное масло багульника болотного из Якутии вызывает сначала угнетение работы сердца лягушки, затем происходит кардиотонический эффект [13]. Багульник болотный обладает терапевтическим эффектом при лечении хронических легочных заболеваний - бронхитов, бронхиальной астмы и др. [2-3, 14-15]. Про-тивокашлевое действие эфирного масла багульника связано с наличием в эфирном масле ледола [16]. Ледол обладает также инсектицидным действием [14]. Эфирное масло багульника болотного оказывает губительное действие на простейших и червей, что объясняет применение багульника в народной медицине как инсектицидного и антигельминтного средства [17-19].
Трава багульника болотного обладает фитонцидной активностью [20], а эфирное масло - сильным про-тистоцидным действием [21]. Фитонциды багульника болотного активны в отношении золотистого стафилококка и кишечной палочки [22].
Эфирное масло багульника болотного, произрастающего в Сибири и на Дальнем Востоке, обладает выраженной антимикробной активностью в отношении стафилококка, листерии, сенной и дизентерийной палочек [23]. При острых воспалительных реакциях эфирное масло багульника препятствует развитию сосудистых нарушений и связанных с ними экссудативных явлений [24].
Из приведенных выше данных следует, что эфирное масло багульника болотного содержит ценные биологически активные компоненты и может использоваться в практике здравоохранения.
Общее содержание экстрактивных веществ, извлекаемых из багульника болотного различными растворителями, показано в таблице 2. Видно, что наибольшее количество веществ при последовательной экстракции извлекается диэтиловым эфиром и водой.
Для определения основных классов органических соединений, извлекаемых различными экстрагентами, использовали метод электронной спектроскопии в ультрафиолетовой и видимой областях.
Таблица 2. Количественный состав экстрактивных веществ травы багульника болотного
Экстрагент Содержание экстрактивных веществ (% к а.с.н)
последовательная экстракция исчерпывающая экстракция
Диэтиловый эфир 16,98±0,8 16,97±0,8
Этилацетат 6,07±0,5 13,46±0,9
Пропанол-2 0,67±0,3 18,09±0,4
Вода 18,16±0,6 21,49±0,5
Всего 41,88
На основании полученных данных и атласов электронных спектров [25-27] были сделаны выводы о содержании биологически активных веществ. В электронных спектрах диэтилэфирного экстракта багульника болотного содержится большое количество полос поглощения, в числе которых полоса 265 нм, соответствующая простым фенолам, полоса при 310 нм, свидетельствующая о наличии кумаринов, оксибензойных кислот и флавонов, две полосы 405 и 403 нм и дополнительный максимум при 450 нм подтверждают присутствие ауронов, на наличие в исследуемом образце антоцианов указывает триплет на 502, 532 и 560 нм, а хлорофилл идентифицируется, как известно, полосой 665 нм и плечом при 610 нм.
Спектры этилацетатных экстрактов багульника имеют полосы поглощения 267 и 284 нм с дополнительными максимумами 360 и 320 нм соответственно, принадлежащие флавононам и флавонолам. Полосы 405, 430 и 450 нм показывают присутствие ауронов, при последовательной экстракции такой набор полос поглощения отсутствует, это говорит о том, что ауроны были извлечены предшествующим растворителем, т.е. диэтиловым эфиром. Также присутствуют полосы, подтверждающие присутствие антоцианов (532 и 505 нм) и хлорофилла (665, 650 и 605 нм).
Следует отметить, что спектры экстрактивных веществ в диэтиловом эфире и этилацетате имеют похожий набор полос поглощения, однако интенсивности полос в спектрах этилацетатного экстракта заметно ниже. Это свидетельствует о том, что данный набор экстрактивных веществ лучше извлекается диэтиловым эфиром, так, например, наглядно видна разница в спектрах по полосе поглощения 665 нм, соответствующая хлорофиллу. Аналогичная тенденция прослеживается в спектрах, полученных для экстрактов в изопропиловом спирте. На спектре, полученном для изопропанольного экстракта, видно полосу поглощения при 255 нм с плечом на 360 нм, которая соответствует оксибензойным и оксикоричным кислотам, а также ксантонам.
Как показывает анализ литературных источников, величина плотности и показателя преломления эфирного масла багульника, полученного различными авторами, сильно колеблется и составляет пределы гп2°=1,4803-
1,5017 и ^°=0,8475-0,9988 г/см3 [28], что свидетельствует о возможных существенных различиях их химических составов. Это может объясняться не только геофизическими условиями произрастания растительного сырья, но и способом выделения эфирного масла. Так, например, низкой плотностью могут обладать масла, полученные экстракционными методами, из которых трудно отогнать остатки летучих растворителей. Высокой же плотностью могут обладать масла, подвергшиеся длительному хранению, результатом увеличения плотности которых, могут стать процессы полимеризации или окисления под действием кислорода воздуха на свету.
В то же время очевидно, что не будут содержать никаких посторонних примесей эфирные масла, выделенные методом гидродистилляции и не подвергавшиеся длительному хранению и процессам окисления. Физико-химические характеристики таких масел будут наиболее объективно отражать качественный и количественный состав имеющихся в растительном сырье компонентов масла
В связи с вышесказанным для получения эфирного масла багульника болотного, произрастающего на территории Красноярского края, использовался метод гидродистиляции. Выход масла составил 1,64% в пересчете на воздушно-сухое сырье. Следует также отметить, что исследуемое сырье прошло тщательную подготовку согласно установленным правилам и нормам [9], а полученное эфирное масло не подвергалось длительному хранению и сразу было отправлено на аналитические исследования.
В первую очередь были определены основные физико-химические характеристики, которые указаны в таблице 3.
Следует отметить, что процесс выделения эфирного масла из растительного сырья растянут во времени. В связи с этим можно предположить, что в процессе отгонки будут выделяться различные компоненты, а интегральные характеристики выделяемых масел могут также изменяться. В этой связи представляло интерес исследовать динамику выделения эфирного масла багульника болотного и определить значения каких-либо физико-химических величин для порций масла, выделенных в различные промежутки времени.
Таблица 3. Физико-химические характеристики эфирного масла багульника болотного
Исследуемое сырье Место сбора Выход масла, % n 20 П<1 Тн.к, °С d, г/см3 Кислотное число Эфирное число
Багульник болотный (Ledum palustre L.) Юг Красноярского края до 2 1,4813 174,5 0,933 2,23 110,20
Для изучения динамики выделения масла в работе использовалась экспериментальная установка, позволяющая, не останавливая процесс, определять количество выделившегося масла. На основании этих данных была построена динамика процесса выделения эфирного масла багульника (рис. 2).
Как следует из рисунка 2, процесс полного выделения эфирного масла длился достаточно большое количество времени - 240 мин.
Также в ходе процесса были отобраны образцы выделившегося масла через каждые 30 мин. Следует отметить, что цвет отобранных проб разложился в спектре желтого цвета, от бледновато-желтого до яркого насыщенного. Для получения более подробной информации о различиях отобранных проб образцов были определены коэффициенты преломления для каждой из взятых проб. В таблице 3 показано изменение показателя преломления в динамике выделения эфирного масла багульника болотного.
Показатель преломления цельного эфирного масла багульника болотного равен 1,4813. В таблице 4 показано, что величины физико-химических характеристик, в частности показатель преломления, зависят от полноты выделения масла из сырья, поскольку эфирные масла - сложные многокомпонентные системы и содержат в себе до 100 различных компонентов [9].
Природа биологически активных веществ эфирных масел многих растений, в том числе багульника болотного, из разных регионов произрастания неодинакова. Это, безусловно, влияет на ценность различных исходных образцов травы багульника и выделенных из них эфирных масел в терапевтическом отношении [29]. Так, например, в эфирном масле багульника, собранного в Финляндии, было идентифицировано 16 основных компонентов, где основным является мирцен [30], образцы этого масла были сопоставлены с аналогичными маслами, полученными из багульника, произрастающего на Аляске, где основными компонентами являлись гермакраны, а мирцен не был обнаружен [31]. Багульник болотный из Японии содержит 56 идентифицированных соединений, основные из которых - аскаридол (до 38%) и изоаскаридол (до 24%), ледола и палюстрола не обнаружено [32].
о.з -
з
£ о,б - /
0 7
1 °-4 - /
® 0,2 - /
Рис. 2. Динамика выделения эфирного масла багульника болотного
Таблица 4. Изменение коэффициента рефракции в динамике выделения эфирного масла багульника болотного
Время выделения, мин. Объем выделившегося масла, мл. n20 n d
30 1,2 1,4762
б0 0,7 1,4788
90 0,3 1,4858
120 0,2 1,4923
150 0,1 1,4952
>180 0,1 1,4981
0 т----------1---------1---------1---------1--------1---------1
0 50 100 150 200 250 300
X, мин
Как следует из анализа имеющихся литературных данных, эфирное масло багульника болотного сильно варьирует даже в пределах одной области произрастания. Так, например, анализируя данные по составу эфирного масла из разных мест обитания Томской области, следует отметить, что двадцать проб показали наличие 66 основных компонентов, причем их содержание может значительно колебаться (в десятки раз и более) [28].
Тем не менее основными компонентами эфирного масла багульника болотного Томской области являются лимонен, палюстрол, ледол, фелландрен и другие производные ментанового ряда [28].
Содержание индивидуальных биологически активных веществ эфирного масла багульника болотного, произрастающего в Красноярском крае, исследовали методом хромато-масс-спектрометрии. Хроматограмма эфирного масла представлена на рисунке 3.
В эфирном масле багульника болотного, собранного в Красноярском крае, обнаружено также около 60 индивидуальных компонентов. Основные компоненты исследуемого эфирного масла, концентрации которых указаны в % относительно цельного эфирного масла и значения которых выше 0,1%, показаны в таблице 5.
В результате исследований в эфирном масле багульника болотного было идентифицировано 34 компонента. Особенностями полученного эфирного масла багульника болотного, произрастающего на территории Красноярского края, является значительное преобладание терпенилацетата (41,05%), также достаточно высоко содержание р-цимола (17,11%), ледола (7,40%), а-терпинена (9,77%) и гермакрена (2,11%). Компонентный состав эфирного масла, выделенного из багульника болотного, сравнивали с аналогичными данными из других регионов.
В таблице 6 представлены некоторые основные компоненты эфирных масел багульника болотного из Красноярского края (данные, полученные нами), Томской области, Бурятии и Якутии [28].
Таблица 5. Основные компоненты эфирного масла багульника болотного
№ п/п Компонент Концентрация, % № п/п Компонент Концентрация, %
1. 3-туйен 0,18 18. Цимен-8-ол 1,46
2. а-пинен 0,87 19. а-терпинеол 0,26
3. Камфен 0,18 20. Миртинол 0,61
4. Сабинен 0,79 21. Цитронеллол 0,65
5. Р-пинен 0,91 22. Т ерпенилацетат 41,05
6. Р-мирцен 0,27 23. Гераниол 1,67
7. а-терпинен 9,77 24. Карвенон-оксид 0,88
8. Р-цимол 17,11 25. Борнилацетат 1,17
9. Лимонен 0,46 26. Терпинен-4-ол ацетат 0,32
10. Р-филандрен 0,46 27. Карвакрол 0,29
11. Транс-Р-оцимен 0,26 28. Ледол 7,40
12. у-терпинен 1,86 29. Геранилацетат 0,33
13. Терпинолин 0,95 30. Аромадендрин 0,49
14. Линалоол 0,27 31. А-кадинен 0,43
15. Транс-пинокарвиол 0,65 32. Гермакрин-В 0,49
16. Борнеол 1,03 33. Р-опплопенон 0,41
17. Терпинеол-4 1,90 34. Гермакрен 2,11
Таблица 6. Сравнительный анализ некоторых биологически активных веществ эфирного масла травы багульника болотного, собранного в разных регионах
№ Компонент Содержание компонентов, %
п/п Красноярский край Томская область [28] Бурятия [28] Якутия [28]
1. Т ерпенилацетат 41,05 - - -
2. Сабинен 0,79 0,80 21,9 3,0
3. Лимонен 0,46 3,8 1,6 6,2
4. а-терпинен 9,77 2,1 12,9 23,6
5. Р-цимол 17,11 23,1 12,9 23,6
6. Р-феландрен 0,46 33,6 1,6 6,2
7. Борнилацетат 1,17 1,4 1,0 11,0
8. Ледол 7,40 1,0 0,4 0,3
Как видно из таблицы 6, в каждом из представленных регионов произрастания эфирное масло содержит неодинаковое количество свойственных багульнику основных биологически активных веществ, это объясняется существованием различных хемотипов в пределах одного вида. Исследованный образец эфирного масла багульника болотного, произрастающего в Красноярском крае, представляет собой отдельный хемотип, так как содержит большое количество терпенилацетата (41,0%), ранее в багульниках необнаруженного, также гораздо больше содержится ледола (7,4%), чем в других источниках.
Заключение
В нашей стране разными авторами показано, что компонентный состав эфирных масел багульника болотного сильно отличается содержанием основных компонентов без видимых анатомических различий исследуемых образцов растений в зависимости от условий произрастания.
Список литературы
1. Махов А. А. Зеленая аптека: Лекарственные растения Красноярского края. Красноярск, 1986. 352 с.
2. Гончарова Т.А. Энциклопедия лекарственных растений: (лечение травами): В 2 т. М., 1999. Т. 1. 560 с.
3. Атлас ареалов и ресурсов лекарственных растений СССР / Гл. ред. П.С. Чиков; науч. ред. Л.Н. Зайко,
А.И. Шретер. М., 1983. 430 с.
4. Энциклопедический словарь лекарственных эфирномасличных и ядовитых растений / Сост. Г. С. Оголевец. М., 1951. 487 с.
5. Гринкевич Н.И., Баландина И.А., Ермекова В.А. и др. Лекарственные растения: Справ. пособие. М., 1991. 398 с.
6. Йорданов Д. Фитотерапия: Пер. с болгар. Т. В. Матвеевой; София, 1970. 344 с.
7. Машковский М. Д. Лекарственные средства: В 2 ч. М., 1988. Ч. 1. 624 с.
8. Станков С.С. Дикорастущие полезные растения СССР. М., 1951. 226 с.
9. Государственная фармакопея СССР: В 2 т. М., 1990. Т. 2. 398 с.
10. Растительные ресурсы СССР. Цветковые растения, их химический состав, использование. Семейства Paeo-niaceae - Thymelaeaceae. М., 1986. С. 143-146.
11. Троценко С.Д. Лекарственные ресурсы Иркутской области. Иркутск, 1961. Вып. 3. С. 116-119.
12. Говоров В.П. Фармакологическое изучение лекарственных растений Западной Сибири и Алтая // Растительные ресурсы Сибири, Урала и Дальнего Востока. Новосибирск, 1965. С. 97-103.
13. Макаров А.А., Стручкова С. П. Ботанические материалы по Якутии. Якутск, 1975. С. 133-144.
14. Татаров А.П. О фармакологическом действии багульника (Ledum palustre) // Фармакология и токсикология. 1943. Т. 6. Вып. 3. С. 33-35.
15. Лекарственные средства, применяемые в медицинской практике в СССР: Справочник / Под ред. М.А. Клюева. М., 1989. 512 с.
16. Андронова Л.М. Сборник научных работ ВИЛР. 1975. Вып. 8. С. 186-188.
17. Телятьев В.В. Полезные растения Центральной Сибири. Иркутск, 1987. 398 с.
18. Васина А.Н. Использование растений диких видов для борьбы с вредителями садовых и овощных культур. М., 1978. 79 с.
19. Кормовые растения сенокосов и пастбищ СССР. М.; Л., 1956. Т. 3. 194 с.
20. Токин Б.П. Целебные яды растений: Повесть о фитонцидах. Л., 1974. 344 с.
21. Васильев Ф.А. // Труды Архангельского лесотехнического института им. Куйбышева, 1957. № 17. С. 193-201.
22. Гаммерман А.Ф., Блинова К.Ф., Бадмаев А.Н. Фитонциды, их биологическая роль и значение для медицины и народного хозяйства. Киев, 1967. С. 107-114.
23. Клокова М.В., Михайлова Т.Н., Тихонов В.Н. Успехи в изучении природных и синтетических лекарственных средств. Томск, 1982. С. 138-140.
24. Клокова М.В., Чернова Н.А., Прищеп Т.П. // Растительные ресурсы. 1983. Вып. 1. С. 108-112.
25. Запрометов М.Н. Основы биохимии природных соединений. М., 1974.
26. McLafferty F.W.; Stauffer D.B. The Wiley/NBS Registry of Mass Spectral Data; Wiley-Interscience, 1989. 563 p.
27. McLafferty F.W.; Stauffer D.B. Eight Peak Index of Mass Spectra; Royal Society of Chemistry: University of Notin-
ham, Third Edition, 1983. P. 256.
28. Белоусова Н.И., Хан В.А., Ткачев А.В. Химический состав эфирного масла багульников // Химия растительного сырья. 1999. №3. С. 5-38.
29. Шаварда А.Л., Ханин В.А., Медведева Н.А., Данчул Т.Ю. и др. Особенности состава летучих терпеноидов побегов Ledum Palustre L. (Ленинградская область) // Растительные ресурсы. 2004. №3. С. 87-95.
30. Von Schantz M., Hiltunen R. // Scientia Pharmaceutica. 1971. № 39 (3). P. 137-146.
31. Von Schantz M., Viden K.-G., Hiltunen R. // Acta Chim. Scand. 1973. №27 (2). P. 551-555.
32. Naya Y., Nagahama Y., Kotake M. // Heterocycles. 1978. №10. Р. 29-36.
Поступило в редакцию 21 апреля 2007 г.
