CC BY
212
УДК 668.52:581.135.51
ВЛИЯНИЕ ХРАНЕНИЯ СЫРЬЯ НА КАЧЕСТВЕННЫЙ СОСТАВА ЭФИРНОГО МАСЛА НЕКОТОРЫХ ЛЕКАРТСВЕННЫХРАСТЕНИЙ 3
Москва, Ботаническая ул. 4 E-mail: [email protected]
Главный ботанический сад
им. Н.В. Цицина РАН, Россия, 127276,
О.В. Шелепова, Т.В. Воронкова,
В.В. Кондратьева,
Л.С. Олехнович, Г.Ф. Бидюкова
Изучен состав эфирного масла из свежесобранного и высушенного сырья 3 видов лекарственных растений (Tanacetum vulgare L., Origanum vulgare L., Mentha spicata L.). Выявлено, что при хранении в течение 1 месяца воздушно-сухого сырья наблюдаются изменения состава эфирного масла растений. В масле T. vulgare зафиксировано снижение в 3-5-4 раза доли а- и ß-туйона, борнеола, гермакрена D. В масле O. vulgare - появление новых компонентов (спатуленол и ка-риофилленоксид). В масле M. spicata - снижение доли монотерпенов в 1.1-1.3 раза, повышение содержания кислородсодержащих производных моно- и сесквитерпенов в 1.1-1.2 раза.
Ключевые слова: эфирное масло, Tanacetum vulgare L., Origanum vulgare L., Mentha spicata L.
Введение
Многообразие сырьевых источников лекарственного растительного сырья и разнообразие экологических условий в местах их заготовок требуют точной идентификации качественного состава эфирного масла для стандартизации фармакопейного сырья. В фармакопеи России [1], как и во многих других странах, рекомендованы методики основанные на использовании воздушно-сухого растительного сырья. Это во многом связано с тем, что высушивание сырья является простейшим способом консервации. Хотя известно, что при хранении эфиромаслич-ного сырья наблюдается уменьшение выхода эфирного масла и изменение его компонентного состава [2, 3, 4], так как при срезке растений происходит нарушение нормальных процессов биосинтеза. Низшие терпеноиды - моно-, би- и сесквитерпеновые соединения - наиболее сильно изменяются при сушке сырья и последующем его хранении. Это обусловлено высокой летучестью многих компонентов эфирного масла и их способностью к окислению под воздействием кислорода воздуха.
Целью данной работы было изучение изменения состава эфирного масла растений, полученного из свежесобранного и высушенного (срок хранения 1 месяц) сырья. Объектами исследования были душица обыкновенная (Origanum vulgare L.), мята колосковая (Mentha spicata L.) (оба вида из семейства губоцветных (Lamiaceae)) и пижма обыкновенная (Tanacetum vulgare L.) (семейство сложноцветных (Asteraceae)). Данные эфиромасличные виды широко используются в народной медицине и фармакологии, так как обладают широким спектром терапевтических свойств.
Объектами исследования были растения O. vulgare и T. vulgare, собранные в естественных местах обитания - луговом фитоценозе в окрестностях деревни Базарово Дмитровского района Московской области, и растения M. spicata, выращенные на экспериментальном участке лаборатории экологической физиологии и иммунитета ГБС РАН. Для получения эфирного масла использовали среднюю пробу из соцветий и листьев, собранных в фазу бутонизации и начала цветения (для M. spicata) и полного цветения (для O. vulgare и T. vulgare) c площади 0.5 м2. Для каждого вида растений из измельченного материала методом гидродистилляции получали 2 образца масла: один - из свежесобранного материала, другой - из сырья, которое высушивалось в затененном месте до воздушно-сухого состояния (влажность образцов не превышала 14%) и хранилось при комнатной температуре в течение 1 месяца. Выбор срока хранения 1 месяц обусловлен результатами исследования легколетучих соединений эфирного масла мяты, которые показали, что максимальная потеря данной фракции наблюдалась в течение первых 10 дней после срезки растения [5]. Качественный анализ эфирного масла проводили на
Материалы и методы исследования
3 НИР выполнена при поддержке программы ОБН РАН «Биологические ресурсы России: динамика в условиях глобальных климатических и антропогенных воздействий».
базе сервисной лаборатории комплексного анализа химических соединений кафедры физической и органической химии РГАУ-МСХА им. Тимирязева методом хроматомасс-спектрометрии на аналитической комплексе "Clarus 600M" фирмы "Perkin Elmer" (США) (ГХ капиллярная колонка "Elite Wax" - 60 м х 0.32 мм х 0.5 мк; газ-носитель гелий - 1 мл/мин, объем пробы - 0.5 мкл, деление потока 1/50; температурный режим термостата колонки: 6о°С - 5 мин, 3 /мин до 195°С, изотерма 15 мин; t° инжектора - 230°С; детекторы пламенно-ионизационные (2300С) и масс-спектрометрический детектор (одновременно); режим масс-спектрометрии: энергия ионизации - 70 эВ, t° интерфейса - 210°С, t° источника - 180°С). Идентификация выполнялась на основе сравнения полученных масс-спектров с данными библиотеки NIST 05-WILEY [6]. В таблице представлены средние значения 3 аналитических повторностей.
Результаты и их обсуждение
Основными компонентами эфирного масла являются низшие терпеноиды, которые при сушке и последующем хранении сырья подвержены сильным качественным и количественным изменениям по сравнению с другими вторичными метаболитами (алкалоидами, флавоноида-ми и т. п.). Монотерпены, наиболее летучая часть эфирных масел, при хранении теряется быстрее других, их содержание в масле уменьшается, а доля менее летучих соединений (кислородсодержащих монотерпеноидов и сесквитерпеновых соединений) увеличивается. Большинство компонентов эфирного масла являются ненасыщенными соединениями, они нестойки во внешней среде и подвержены разнообразными химическим реакциям, инициированным кислородом воздуха и светом. Наиболее подвержены окислению кислородом воздуха соединения, молекулы которых содержат сопряженные двойные углеродные связи [3]. Кроме того, компоненты эфирного масла растений имеют разные скорости диффузии и испарения, что также может сказываться на изменении состава масла при хранении.
В составе эфирного масла исследованных растений было обнаружено до 45 компонентов, все компоненты с содержанием более 0.1% от общей суммы легко идентифицировались по времени удерживания и масс-спектрам. Сопоставление состава двух образцов эфирного масла (табл. 1), выделенных из одного и того же растения, показало, что при переходе от эфирного масла из свежесобранного сырья, к эфирному маслу, полученному после высушивания сырья и хранения его в течение 1 месяца, для всех исследованных растений характерны потеря легколетучих компонентов и процесс окисления соединений масла. Так, в образцах масел значительно изменялось содержание сопряженных ненасыщенных диеновых углеводородов - гермакрена D (T. vulgare, O. vulgare), ß-мирцена (O. vulgare, M. spicata), транс- и цис- оцименов (O. vulgare), что показывает существенную роль окислительной деструкции в изменении состава эфирного масла в процессе хранения сырья.
Содержание идентичных компонентов в составе масла отдельных видов растений менялось неодинаково. Так, если при переходе от свежего к высушенному сырью содержание а- и ß-пиненов и сабинена у всех исследованных растений снижалось (при этом скорость снижения примерно одинакова), то содержание 1,8-цинеола уменьшалось у T. vulgare и увеличивалось у O. vulgare и M. spicata, гермакрена D - снижалось у T. vulgare и O. vulgare, увеличивалось у M. spicata.
Таблица 1
Содержание основных компонентов эфирного масла растений, %
Содержание в эфирном масле, %
Компоненты
Свежесобран- Высушенное
ное сырье сырье
1 2 3
Пижма обыкновенная (Tanacetum vulgare L.)
а-пинен 6.18 5.28
сабинен 12.14 8.80
ß-пинен 2.33 2.10
1,8-цинеол 12.26 11.01
Y-терпинен 1.76 1.84
а-туйон 15.39 3.90
ß-туйон 1.30 0.31
хризантенон 3.15 2.78
камфора 3.98 2.40
1 2 3
пинокарвон 1.40 1.72
борнеол 1.48 0.40
терпинен-4-ол 3.9 5.02
миртеналь 1.41 0.95
миртенол 12.85 14.38
фрагранол 7.37 16.82
миртенилацетат 2.60 1.52
гермакрен D 2.45 0.75
Душица обыкновенная (Origanum vulgare L.)
а-пинен 0.65 0.52
сабинен 7.87 6.72
ß-пинен 1.12 0.97
мирцен 4.66 3.88
1,8-цинеол 9.26 10.71
Окончание табл.1
1 2 3
цис-оцимен 21.83 15.77
Y-терпинен 1.17 1.25
линалоол 2.84 2.96
а-терпинеол 1.21 0.98
тимол 0.23 0.23
ß-кариофиллен 9.59 10.34
гумулен 0.90 0.93
гермакрен D 10.69 8.68
бициклогерма- 4.41 3.91
крен
1,6-гермакрадиен- 1.24 3.63
5-ол
а-кадинол 2.46 3.92
спатуленол 0 3.46
кариофилле- 0 2.17
ноксид
1 2 3
Мята колосковая (Mentha spicata L.)
сабинен 1.35 1.00
ß-пинен 1.81 1.59
мирцен 3.92 3.68
лимонен 6.57 5.09
1,8-цинеол 3.24 3.48
линалоол 2.95 3.12
ментон 2.10 2.86
изоментон 6.94 6.11
ментол 36.79 37.78
изоментол 1.96 0
а-терпинеол 0.68 1.65
нераль 0.73 1.49
геранилацетат 4.59 5.44
гермакрен D 4.66 5.07
Примечание: в составе эфирных масел не отражены минорные компоненты.
Наиболее существенные изменения в составе масла наблюдались у T. vulgare - резко уменьшилось содержание а- и ß-туйона (практически в 4 раза), борнеола (в 3.7 раза), гермак-рена D (в 3.3 раза), снизилась доля монотерпеноидов (а- и ß-пиненов, сабинена в 1.1-1.4 раза); увеличилась доля окисленных и кислородсодержащих производных - фрагранола в 2.2 раза, терпинен-4-ола - в 1.3 раза, миртенола - в 0.9 раза.
В составе эфирного масла O. vulgare в группе монотерпеновых соединений снизилась доля транс- и цис-оцименов (в 1.3 и 1.34 раза, соответственно), а- и ß-пиненов, сабинена и гер-макрена D в 1.1-1.3 раза; увеличилась доля окисленных производных, в частности 1,8-цинеола и ß-кариофиллена в 1.2 раза и тяжелокипящих сесвитерпеноидов - 1,6-гермакрадиен-5-ола (в 2.9 раза), а-кадинола (в 1.6 раза). Характерный для эфирного масла душицы спатуленол и ка-риофилленоксид появился только в составе масла, полученного из высушенного сырья. При этом в составе масла отсутствуют предшественники, из которых при неферментативных реакциях могли бы получится данные соединения. Это свидетельствует о важном значении смены направленности и интенсивности биохимических процессов при сушке сырья. Механические повреждения при срезке растений вызывают нарушение метаболизма в их тканях, а потеря влажности растительным сырьем способствует стабилизации и замедлению биохимических реакций в клетках высушенных растений.
Наиболее незначительно изменился состав масла M. spicata - уменьшилась доля монотерпеноидов и увеличилась доля менее летучих сесквитерпеновых соединений: среди моно-терпеноидов снизилась доля лимонена (в 1.3 раза) и увеличилась доля окисленных производных (1,8-цинеол и линалоол - в 1.1 раза). Среди сесквитерпеноидов наблюдалось увеличение содержания гермакрена D (в 1.1 раза), геранилацетата (в 1.2 раза) и нераля (в 2.1 раза).
Выводы
Проведенные исследования изменения компонентного состава эфирного масла 3 видов лекарственных растений показали, что состав масла при переходе от свежесобранного к высушенному сырью меняется, что обусловлено улетучиванием легкокипящих компонентов и процессами окисления ненасыщенных соединений. Изменения могут быть незначительными (у M. spicata зафиксировано снижение доли монотерпенов в 1.1-1.3 раза и увеличение доли кислородсодержащих производных моно- и сесквитерпенов в 1.1-1.2 раза) и весьма серьезными (у T. vulgare наблюдалось снижение в 3.5-4 раза доли а- и ß-туйона, борнеола, гермакрена D; O. vulgare - появление новых компонентов (спатуленол и кариофилленоксид). Эфиромас-личное сырье после сбора не должно подвергаться сильному измельчению в целях сохранения максимальной целостности секреторных структур. При стандартизации эфиромасличного сырья, используемого в качестве фармакопейного, необходимо точно указывать методики его хранения.
Список литературы
1. Государственная фармакопея Российской Федерации. XII изд. (часть I). - 2008. - 704 с.
2. Long-term effects of drying conditions on the essential oil and color of tarragon leaves during storage / А. Arabhosseini, W. Huisman, A. van Boxtel, J. Muller // J. of Food Eng. - 2007. - Vol. 79. - Pp. 561-566.
3. Изменение состава эфирного масла при разных сроках хранения сырья / А.В. Ткачев, Е.А. Ко-ролюк, М.С. Юсубов, А.М. Гурьев // Химия растительного сырья. - 2002. - №1. - С. 19-30.
4. Исследование качественного состава эфирного масла душицы обыкновенной, произрастающей в восточной Сибири / В.М. Мирович, Т.А. Коненкина, Г.М. Федосеева, Н.Н. Головных // Химия растительного сырья. - 2008. - №2. - С. 61-64.
5. Воронкова Т.В., Шелепова О.В. Патент № 2490867 RU A01G 7/00 (20006.01), C11B 9/00 (20006.01) «Способ определения фракции легколетучих соединений в эфирном масле листа мяты» // Бюл. №24. - 27.08.2013.
6. О взаимосвязи выхода и состава эфирного масла и уровня салициловой кислоты у растений мяты на разных этапах онтогенеза / О.В. Шелепова, В.В. Кондратьева, Т.В. Воронкова, Л.С. Олехнович // Изв. РАН. Сер. биол. - 2013. - №3. - С. 309-314.
INFLUENCE OF STORAGE PLANTS MATERIALS ON THE QUALITATIVE COMPOSITION OF ESSENTIAL OILS OF SOME MEDICINAL PLANTS
N.V. Tsitsin Main Botanical Gardens of RAS, 4 Botanicheskaya St, Moscow, 127276, Russia E-mail: [email protected]
O.V. Shelepova, T.V. Voronkova,
V.V. Kondratieva,
L.S. Olehnovich, G.F. Bidukova
The composition of the essential oil in fresh and dried material of 3 species of plants (Tanacetum vulgare L., Origanum vulgare L., Mentha spicata L.) was studied. Changes in the composition of the essential oils of plants were observed when air-dried raw materials were stored for 1 month. In the oil of T. vulgare, there was registered a decrease of 3.5-4 times in the proportion of a - and P-thujone, borneol, germacrene D. In oil of O. vulgare - new components (spathulenol and caryophyllene). In the oil of M. spicata - the decline in the share of monoterpenes of 1.1-1.3 times, the increase in the content of oxygen-containing derivatives of mono - and ses-quiterpenes of 1.1-1.2 times.
Key words: essential oil, Tanacetum vulgare L., Origanum vulgare L., Mentha spicata L.
