Сравнительный анализ летучих соединений эфирного масла и водно-этанольных экстрактов сортообразцов базилика обыкновенного ( Ocimum basilicum L. ) Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

5. Abd El-Baky H. Over production of Phycocyanin pigment in blue green alga Spirulina sp. and its inhibitory effect on growth of Ehrlich ascites carcinoma cells // J. Medical Sci. - 2003. - Vol. 3, № 4. - P. 314-324.

6. Belay A. The Potential application of Spirulina (Arthrospira) as nutritional and therapeutic supplement in health management // J. Amer. Nutraceutical Assoc. - 2002. - Vol. 15, № 2. - P. 27-49.

7. Boussiba S., Richmond A. C-phycocyanin of the blue-green algae Spirulina platensis // Arch. Microbiol. - 1998. - Vol. 125, № 2. - P. 143-147.

8. Demmig-Adams B., Adams W. Antioxidants in photosynthesis and human nutrition // Science. - 2002. - Vol. 298, № 5601. - P. 2149-2153.

9. Eriksen N. Production of phycocyanin-a pigment with applications in biology, biotechnology and medicine // Appl. Microbiol. and Biotechnol. - 2008. - Vol. 1. - P. 1-14.

10. Moser U. N-3 and N-6 pufas in healthy and diseased skin // J. Appl. Cosmetol. -2002. - Vol. 20, № 2. - P. 137-142.

11. Protein measurement with the Folin phenol reagent / O.H. Lowry, N.J. Rosebrough, A.L. Farr, R.J. Randall // J. Biol. Chem. - 1951. - Vol. 193. - P. 265-275.

12. Rowan K. S. Photosynthetic pigments of algae. - Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1989. - 334 p.

13. Sarada R., Pillai M. G., Ravishankar G. A. Phycocyanin from Spirulina spp.: influence of processing of biomass on phycocyanin yield, analysis of efficacy of extraction methods and stability studieson phycocyanin // Process Biochem. - 1999. - Vol. 34. - P. 795801.

14. Vonshak A. Spirulina platensis (Arthrospira): Physiology, Cell-biology and Biotechnology. - London: Taylor & Francis, 1997. - P. 43-65.

Рекомендовано к печати к.б.н. Садогурской С.А.

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЛЕТУЧИХ СОЕДИНЕНИЙ ЭФИРНОГО МАСЛА И ВОДНО-ЭТАНОЛЬНЫХ ЭКСТРАКТОВ СОРТООБРАЗЦОВ

БАЗИЛИКА ОБЫКНОВЕННОГО

(ОС1МиМ БАЗШСиМ Ь.)

А.Е. ПАЛИИ, кандидат биологических наук;

Н.В. МАРКО, кандидат биологических наук;

И.Н.ПАЛИЙ

Никитский ботанический сад - Национальный научный центр

Введение

Базилик обыкновенный (Остит basilicum Ь.) - однолетнее травянистое растение семейства яснотковые (Lamiaceae) высотой около 40 см. Трава растения содержит эфирное масло, флавоноиды, сапонины, каротин, аскорбиновую кислоту и др. Эфирное масло из базилика применяется в основном в мужской парфюмерии для придания изделиям особого аромата. Обладает расслабляющим действием и используется при лечении нервных расстройств и бессонницы [3]. Основные компоненты масла: метилхавикол, эвгенол, линалоол, 1,8-цинеол, камфора и другие [9]. Благодаря высоким концентрациям биологически активных веществ трава базилика обыкновенного имеет болеутоляющее, противосудорожное, спазмолитическое и бактерицидное действие. Растение используют как тонизирующее средство при астении, ослаблении функции дыхания, нарушении кровообращения, угнетенном

состоянии центральной нервной системы. В зарубежной и отечественной народной медицине базилик обыкновенный рекомендуют при эпилепсии, головной боли, рвоте, простудных заболеваниях верхних дыхательных путей, при желудочных и кишечных коликах; воспалении почек, мочевого пузыря и мочевыводящих путей; как средство, усиливающее аппетит, улучшающее пищеварение и секрецию молока у кормящих матерей. Как наружное средство базилик используют в дерматологии и косметике. Свежие и сухие листья растения употребляют как приправу [5].

В Никитском ботаническом саду (НБС) ведутся многолетние работы по интродукции и селекции базилика. В истории создания коллекции ароматических и лекарственных культур НБС род Ocimum L. впервые упоминается в 1818 г. [4]. В 19291948 гг. П.А. Нестеренко исследовал биологию базиликов, разрабатывая методы их селекции, им получен и внедрен в производство ценный сорт базилика Юбилейный [11]. В ходе многолетней селекционной работы сортудниками НБС выделены два новых сортообразца растения, отличающиеся высоким содержанием эфирного масла [1].

Извлечение эфирного масла из растительного сырья методом паровой дистилляции проходит при высокой температуре и сопровождается окислительными процессами, тогда как экстракция органическими растворителями, в частности этиловым спиртом при комнатной температуре, позволяет получать вещества в нативной форме. Многие летучие компоненты являются липофильными соединениями и их растворимость в водном спирте довольно низкая. В связи с этим актуально исследование особенностей перехода летучих соединений базилика обыкновенного в этанольный экстракт. Определенный интерес представляет использование водно-этанольного экстракта из надземной части базилика обыкновенного в качестве лечебно-профилактического средства, а также натурального ароматизатора для пищевых или парфюмерно-косметических продуктов.

Цель работы - дать сравнительную оценку состава летучих соединений эфирного масла и водно-этанольных экстрактов двух новых сортообразцов базилика обыкновенного (Ocimum basilicum L.) для определения направлений их дальнейшего использования.

Объекты и методы исследования

Объектом исследования явились 2 сортообразца базилика обыкновенного (Ocimum basilicum L.), собранные на коллекционных участках Никитского ботанического сада в период цветения. Образец № 1 интродуцирован в 1985 г. из г. Сухуми (Грузия), образец № 2 интродуцирован в 2005 г. из ботсада г. Вроцлав (Польша). Эфирное масло извлекали методом гидродистилляции по Гинзбергу из свежесобранного сырья, с дальнейшим перерасчетом на сухую массу [6]. Содержание летучих веществ определяли в водно-этанольных экстрактах, приготовленных из воздушно-сухого растительного сырья. Сырье высушивали в проветриваемом темном помещении до постоянной массы. Экстракцию проводили 50%-ным этиловым спиртом при соотношении сырья и экстрагента - 1 : 20 настаиванием в течение 10 суток при комнатной температуре. Компонентный состав эфирного масла и летучих веществ определяли с помощью хроматографа Agilent Technology 6890 с масс-спектрометрическим детектором 5973. Колонка HP-1 длиной 30 м; внутренний диаметр - 0,25 мм. Температура термостата

о о

программировалась от 50 до 250 С со скоростью 4 С/мин. Температура инжектора -

о ^

250 С. Газ носитель - гелий, скорость потока 1 см /мин. Перенос от газового хроматографа к масс-спектрометрическому детектору прогревался до 230°С.

о

Температура источника поддерживалась на уровне 200 С. Электронная ионизация проводилась при 70 eV в ранжировке масс m/z от 29 до 450. Идентификация выполнялась на основе сравнения полученных масс-спектров с данными комбинированной библиотеки NIST05-WILEY2007 (около 500000 масс-спектров).

Результаты и обсуждение

По комплексу хозяйственно полезных признаков выделены 2 перспективных сортообразца базилика с ароматом, имитирующим запах мускатного ореха и кардамона. Изучен компонентный состав эфирного масла сортообразцов. Установлено, что массовая доля эфирного масла образца № 1 составила 1,0% на абсолютно сухой вес (15,0% сухих веществ). В его эфирном масле идентифицировано 29 соединений, основные компоненты: линалоол - 45,70%, эвгенол - 11,49%, метилхавикол - 9,31%, гермакрен А - 5,19%, гермакрен D - 4,68%, эпи-а-кадинол - 4,22%, камфора 3,65% (табл.). В образце № 2 массовая доля эфирного масла составила 1,24% на абсолютно сухой вес (14,5% сухих веществ). Идентифицировано 33 компонента, основными являлись: метилхавикол - 30,81%, линалоол - 29,91%, эпи-а-кадинол - 5,57%, гермакрен А - 5,19%, гермакрен D - 4,62%, камфора - 2,11%, эвгенол - 0,42% (табл.). Исходя из компонентного состава эфирного масла, сортообразец № 1 можно отнести к линалоольно-эвгенольному хемотипу, сортообразец № 2 - к метилхавикольно-линалоольному.

Известно, что масло базилика, которое содержит главным образом метилхавикол и линалоол и не содержит камфору, относится к высококачественным маслам европейского типа с очень тонким запахом [7]. Такое эфирное масло базилика применяется в пищевой промышленности для ароматизации конфет, печений, как добавка в различные соусы и приправы, а также используется в качестве добавки в зубные пасты, в небольших масштабах - в парфюмерных композициях. Эфирное масло исследуемых образцов базилика по своему компонентному составу близко к высококачественным маслам европейского типа.

Часто в научной и народной медицине применяются спиртовые настойки растений, и нами было проведено исследование перехода летучих компонентов базилика в водный этанол. Водно-этанольный экстракт сортообразца базилика № 1 содержит 1710 мг/дм (3,4% в пересчете на сухой вес растительного сырья) летучих соединений, среди которых идентифицировано 56 компонентов. Максимальные концентрации характерны для линалоола (46,2%), метилхавикола (24,0%), 1,8-цинеола (8,1%) (табл.). В экстракте сортообразца № 2 выявлено 2305 мг/дм3 (4,6% в пересчете на сухой вес) летучих соединений, что на 25% выше, чем в сортообразце № 1. Идентифицировано 43 компонента, при этом концентрации основных компонентов отличались незначительно: линалоола - 35,5%, метилхавикола - 21,0%, 1,8-цинеола -9,1% (табл.).

Проведен сравнительный анализ летучих соединений эфирного масла и водно-этанольных экстрактов данных сортообразцов. У сортообразца № 1 массовая доля линалоола практически одинакова как в экстракте, так и в эфирном масле. Содержание метилхавикола и 1,8-цинеола в экстракте значительно выше, а доля эвгенола в 4 раза ниже. Следовательно, экстракт сортообразца №1 по доминирующему компоненту -линалоольно-метилхавикольный (с меньшим количеством камфоры и эвгенола и с увеличением метилхавикола и линалоола). Экстракт образца № 2, также как и его эфирное масло - линалоольно-метилхавикольный, с увеличением доли линалоола, эвгенола, 1,8 - цинеола, камфоры и снижением количества метилхавикола. В сортообразце №2 установлено разное соотношение основных компонентов эфирного масла и его этанольного экстракта. Массовая доля линалоола в экстракте на 15% выше, чем в эфирном масле, а метилхавикола на 32% ниже. 1,8-Цинеол и эвгенол в эфирном масле присутствуют в следовых количествах, тогда как в экстракте их массовые доли составляют 9,12 и 4,31% соответственно (табл.).

Следует отметить незначительные отличия по содержанию камфоры и эпи-а-кадинола как для эфирного масла, так и для экстрактов обоих сортообразцов базилика. В эфирном масле выявлены достаточно высокие концентрации гермакренов А и Б и

карвакрола - особенно у образца №2. В экстрактах они либо присутствуют в следовых количествах, либо совсем отсутствуют.

Таблица

Компонентный состав эфирного масла и водно-этанольных экстрактов _сортообразцов базилика обыкновенного_

№ Время выхода Компонент Аромат, [6, 7] Массовая доля, %,

Образец №1 Образец №2

Экстракт Эфирное масло Экстракт Эфирное масло

1 2 3 4 5 6 7 8

1 7.65 а-пинен сосновый 0,10 - 0,17 -

2 8.20 камфен камфорный 0,06 - 0,10 -

3 8.59 бензальдегид горького миндаля 0,06 - 0,08 -

4 8.92 сабинен лимонный 0,10 - 0,14 -

5 9.11 Р-пинен сосновый 0,22 - 0,34 -

6 9.41 мирцен смолисто-цитрусовый 0,22 - 0,32 -

7 10.68 пара-цимен лекарственный - - 0,12 -

8 10.84 лимонен лимонный 0,11 - 0,27 -

9 11.06 1,8-цинеол камфорный 8,10 0,31 9,12 0,31

10 12.00 цис-оцимен цветочно -травянистый - - - 0,13

11 12.36 цис-линалоолоксид цветочно-фруктовый 0,83 - 1,24 —

12 12.71 5-терпинеол гиацинтов - 1,71 - 0,32

13 12.92 транс-линалоолоксид цветочно-фруктовый 0,62 - 0,22 -

14 12.96 октанол жирно-цитрусовый - - - 0,05

15 12.99 а-туйон ментоловый - - - 0,17

16 13.02 фенхон горько -камфорный - - 0,14 -

17 13.58 а-терпинеол сиреневый, лаймовый - 0,83 - 0,45

18 13.65 линалоол ландышевый 46,21 45,70 35,51 29,91

19 13.68 Р-туйон дикой рябины - - 0,05

20 13.72 цис-сабиненгидрат ? 0,19 - 0,13 -

21 13.95 Р-фенилэтиловый спирт слабый розовый - - 0,07 -

23 14.79 цис-эпоксиоцимен ? 0,21 - 0,36 -

24 15.25 камфора специфический камфорный 2,53 3.65 3,85 2,11

25 16.10 борнеол хвойный, камфорный 0,40 - 0,26 -

26 16.37 терпинен-4-ол зелени, земляной 0,52 - 1,01 0,09

27 17.13 метилхавикол анисовый 23,99 9,31 20,97 30,81

28 17.17 гераниол розовый - 1,85 - 0,18

29 18.71 хавикол ? 1,37 - 0,54 0,254

30 18.82 анисовый альдегид пряный запах (цветков боярышника) 0,14 - 0,81

31 19.66 борнилацетат хвойно-камфорный 0,09 0,39 1,11 0,44

32 19.78 тимол специфический тимольный - 0,16 - 0,22

33 19.85 карвакрол оригано - 1,24 - 5,17

34 21.00 2-оксицинеол ацетат ? 0,13 - 0,17 -

35 21.37 эвгенол гвоздичный 2,63 11,49 4,31 0,42

36 21.20 копаен приятный - 0,13 - 0,16

37 22.16 Р-элемен ? 0,52 2,30 0,37 2,61

38 22.32 метилэвгенол анисовый 0,17 0,51

Продолжение табл.

1 2 3 4 5 6 7 8

39 22.85 ß-кариофиллен тонкий древесный 0,11 0,42 0,15 1,04

40 23.04 транс-а-бергамотен цитрусовый 0,14 0,70 0,31 3,48

41 23.11 а-гвайен ? - 1,22 0,07 0,84

42 23.36 ß-фарнезен цветочный - 0,61 0,10 0,86

43 23.56 гумулен без запаха 0,09 - 0,18 -

44 23.67 эпи- бициклосесквифелландрен имбирный 0,08 0,31 0,11 0,40

45 24.04 гермакрен D без запаха 0,24 4,68 0,36 4,62

46 24.10 бициклогермакрен без запаха - 0,67 — 0,53

47 24.15 гермакрен А без запаха - 5,19 — 5,19

48 24.20 ß-селинен ? 0,08 - 0,09 -

49 24.30 а-селинен ? 0,24 - 0,16 -

50 24.60 у-кадинен без запаха - 1,39 0,44 1,82

51 24.76 каламенен ? - 0,24 - 0,51

52 24.92 дигидроактинидиолид ? 0,23 0,23

53 25.32 неролидол цветочно-древесный 0,12 0,28 0,17 0,23

54 25.47 цис -п-мето ксикоричный альдегид эстрагона 0,12 - 0,11 -

55 25.57 транс-п-метоксикоричный альдегид эстрагона 0,88 - 0,97 -

56 25.75 спатуленол ? 0,44 0,11 0,86 -

57 25.78 копаен-8-ол (?) приятный 0,11 - 0,85

58 25.85 кариофилленоксид древесный с амбровой нотой 0,15 - 0,27 -

59 26.35 кубенол ? 0,55 — 0,66 -

60 26.69 метилжасмонат цветов жасмина - — 0,30 -

61 26.80 эпи-а-кадинол камфорный 3,47 4,22 4,62 5,57

62 26.98 а-кадинол камфорный - 0,18 0,12 0,20

63 27.02 ß-эвдесмол ? 0,12 0,11 0,20 -

64 27.21 диэтилазелат ? - - 0,11 -

65 31.38 этилпальмитат ? 0,11 - 0,26 -

66 32.84 фитол слабый цветочный 0,11 - 1,68 -

67 33.40 этиллинолеат ? 0,11 - 0,12 -

68 33.47 этиллиноленат без запаха — - 0,26 -

Примечание: «-» компонент отсутствует, «?» аромат неизвестен

Таким образом, водно-этанольные экстракты исследованных сортообразцов базилика содержат высокие концентрации летучих соединений, что обусловлено способом их извлечения. Основные компоненты эфирного масла базилика (линалоол и метилхавикол), являются основными и для экстрактов. Присутствующий в экстрактах 1,8-цинеол придает им более выраженный камфорный оттенок.

Экстракты обоих выделенных образцов базилика линалоольно-метилхавикольного типа наиболее безопасны для применения в ароматерапии. Линалоол обладает тонизирующим, ветрогонным, гепатостимулирующим действием. Оказывает тонизирующее действие на нервную систему. Метилхавиколу свойственно противоспазматическое, противовоспалительное, антивирусное действие [10].

Выводы

Основными компонентами эфирного масла изученных сортообразцов базилика являются линалоол, метилхавикол и эвгенол. Эфирное масло сортообразца №1

линалоольно-эвгенольного направления, сортообразца №2 - метилхавикольно-линалоольного, по своему составу близко к высококачественным маслам европейского типа с очень тонким запахом.

Водно-этанольные экстракты двух исследованных сортообразцов O. basilicum отличаются высоким содержанием летучих соединений, их компонентный состав несколько отличается от состава эфирного масла. При переходе летучих соединений в этанольные экстракты изменяется соотношение основных компонентов, что особенно выражено у сортообразца №1, при этом концентрация метилхавикола возрастает а эвгенола снижается.

Экстракты обоих выделенных сортообразцов базилика линалоольно-метилхавикольного направления. Благодаря высокой концентрации летучих соединений и органолептическим свойствам водно-этанольные экстракты сортообразцов базилика обыкновенного можно рекомендовать для создания натуральной ароматизированной пищевой и парфюмерно-косметической продукции с повышенной биологической ценностью.

Список литературы

1. Бакова Н.Н., Работягов В.Д., Марко Н.В. Пряно-ароматические растения коллекции Никитского ботанического сада для рынка натуральных пряностей Украины // 1нтродукщя рослин, зберереження та збагачення бiорiзноманiття в боташчних садах i дендропарках: Матерiали Мiжнародноï науково'1 конференцп, присвячено'1 75^ччю заснування Нацюнального бот. саду iм. М.М. Гришка НАНУ, 15-17 вересня 2010 р. -К.: Ф^осощоцентр, 2010. - С. 20-22.

2. Войткевич С.А. 865 душистых веществ для парфюмерии и бытовой химии. -М.: Пищевая промышленность, 1994. - 594 с.

3. Захаренков В.И. (ред.) Энциклопедия ароматов (Книги I, II, III, IV). - Природа и человек (Свет), 2000. - 304 с.

4. Исиков В.П. История создания коллекции технических и лекарственных культур в Никитском ботаническом саду // Интродукция и селекция ароматических и лекарственных растений: Тез. Междунар. научн. конф., посвящ. 200-летию Никитского ботанического сада, 8-12 июня 2009 г. - г. Ялта, 2009. - С. 65-66.

5. Лекарственные растения. Самая полная энциклопедия / А.Ф. Лебеда, Н.И. Джуренко, А.П. Исайкина, В.Г. Собко. - М.: АСТ-ПРЕСС КНИГА, 2009. - 496 с.

6. Определение содержания эфирного масла в лекарственном растительном сырье // Государственная фармакопея СССР. - М.: Медицина, 1987. - Вып. 1. - С. 290-295.

7. Работягов В.Д., Курдюкова О.Н. Ароматические растения, их эфирные масла и бальзамы: Справочное пособие. - Луганск: «Шико», ООО «Виртуальная реальность», 2008. - 295 с.

8. Хейфиц Л.А., Дашутин В.М. Душистые вещества и другие продукты для парфюмерии. - М.: Химия, 1994. - 256 с.

9. Эфирномасличные и пряно-ароматические растения: Научно-популярное издание / О.К. Либусь, В.Д. Работягов, С.П. Кутько, Л.А. Хлыпенко. - Херсон: Айлант, 2004. - 272 с.

10. БАЗИЛИК (Ocimum basilicum) - Эфирные масла. - Режим доступа: http://performanceci.com.ua/efirolil/51-bazilik-ocimum-basilicum.html

11. Нестеренко П.А., Книшевецкая Т.И. Евгенольный базилик (Ocimum gratissimum L.). - М.-Л.: Пишепромиздат, 1939. - 29 с.

Рекомендовано к печати д.б.н., проф. Работяговым В.Д.