Из данных, приведённых в табл. 4, видно, что качество плодов изменяется в зависимости от положения цветка в соцветии и соцветия на растении. Самые крупные плоды формируются в краевых зонтичках центрального зонтика и имеют высокий процент жизнеспособности. Мелкие плоды, формирующиеся в центральных зонтичках, характеризуются мелкими размерами и низкой жизнеспособностью. Подобные закономерности были отмечены для Angelica archangelica L. (Маслова, 1995).
В популяциях, в том числе и искусственных, особи, достигшие генеративного состояния, формируют новые «выполненные» семена, имеющие внутреннюю разнокачественность. Из выполненных, крупных, хорошо развитых диаспор нового поколения развиваются молодые полноценные развитые особи, которые к концу первого года вегетации достигают виргинильного состояния. Единичные особи из крупных семян к концу первого года жизни могут достичь даже молодого генеративного состояния, но они зацветают на 20-35 дней позже, чем многолетние особи (табл. 4) (Ткаченко, 1989, 1990 а, 1993).
Таблица 4.
Распределение особей разных возрастных состояний Heracleum ponticum (Lipsky) Schischk. ex Grossh. к концу первого года жизни от размеров плодов
Плоды (мерикарпии) | ||||||
Продолжительность | Крупные | Средние | Мелкие | |||
возрастных состояний, дн | длительность пребывания | % особей в возрастном | длительность пребывания | % особей в возрастном | длительность пребывания | % особей в возрастном |
Возрастное состояние | в состоянии, дн. | состоянии к концу года | в состоянии, дн. | состоянии к концу года | в состоянии, дн. | состоянии к концу года |
Проростки – p | 5 – 7 | 0 | 14 – 35 | до 10 | 25 – 80 | до 40 |
Ювенильное – j | 10 – 15 | 0 | 20 – 40 | до 30 | 40 – 60 | до 50 |
Имматурное – i | 20 – 30 | 10 – 20 | 30 – 50 | до 50 | 10 – 25 | до 10 |
Виргинильное – v | 40 – 70 | до 80 | 10 – 15 | до 10 | – | 0 |
Молодое генеративное – g1 | 15 – 20 | до 10 | – | 0 | – | 0 |
Особи, развивающиеся из мелких, слабо развитых семян (плодов), часто гибнут в течение первого вегетационного периода. Эти особи развиваются медленно, продолжительное время находятся в начальных возрастных состояниях виргинильного периода. В виргинильном состоянии пребывают достаточно продолжительное время (до 12-15 лет), не переходя к генеративному этапу развития. Такая особенность биологии индивидуального развития способствует поддержанию численности и обеспечивает сохранение вида в популяции. Виду в природных и/или агропопуляциях, за счёт наличия в них особей, находящихся в разных возрастных состояниях, обеспечивается возможность существования.
Явление разнокачественности семян и плодов, характерное для растений, проявляется в степени их сформированности. Разнокачественность семян и плодов сказывается на скорости прохождения возрастных состояний особями нового поколения растений.
3.6. Сезонные ритмы прорастания семян[1]
При проращивании семян значительного числа видов растений, было выявлено, что оно подвержено сезонным волновым процессам. В зависимости от особенностей биологии семян вида, были отмечены пики и паузы всхожести, зависящие от сезонных ритмов года.
Для большинства видов травянистых растений, максимальный пик прорастания семян отмечали в середине-конце весны (в период с марта по май), минимальное число поросших семян обычно отмечается в период осенне-зимней депрессии (с начала ноября по конец января). Но семена некоторых растений (виды родов Asparagus, Linum, Pulsatilla, Rheum) на протяжении ряда лет имели высокую всхожесть вне зависимости от времени года. Другие же виды (Origanum, Melissa, Salvia) имели несколько пиков всхожести в течение года. Анализ собранных данных позволил выделить два основных типа их прорастания: волновой и криволинейный (Ткаченко, 1993).
Накапливающиеся данные по особенностям прорастания семян дикорастущих и интродуцированных видов, пока не могут дать чёткого объяснения о том, какие конкретные факторы определяют или лимитируют скорость и тип активности прорастания семян. (2007) выделяет три группы по темпам роста: стабильные (как в природе, так и в культуре), ускоренные (когда в культуре смена возрастных состояний происходит быстрее, а сами состояния короче), и замедленные (когда рост особей в культуре происходит медленнее, чем в естественных ценозах).
Принимая во внимание положения , анализируя полученные экспериментальные данные, можно заключить, что основная масса изученных эфирномасличных и лекарственных травянистых видов растений, интродуцированных на Северо-Запад России, должна быть отнесена во вторую группу по темпам роста. Таким образом, можно констатировать, что условия выращивания растений в контролируемых условиях (например, интродуцирования) чаще всего провоцируют растения на ускоренные ритмы роста и развития. Это приводит к образованию более крупных, более сформированных диаспор, характеризующихся высокой жизнеспособностью (Ткаченко, 2008, 2009).
3.7. Итоги интродукции некоторых эфирномасличных растений в условиях Санкт–Петербурга и Ленинградской области
Климатические условия г. Санкт-Петербурга и области по-разному влияют на результаты выращивания одних и тех же видов растений. В условиях микроклимата города большее число видов, особенно среднеазиатских, могут существовать. В то время как эти же виды, выращиваемые в Ленинградской области, порой не могут зимовать. Ряд многолетних видов эфирномасличных растений (Majorana hortensis Moench, Salvia officinalis L., S. sclarea L., Stevia rebaudiana (Bertoni) Hemsl.) всё же возможно выращивать на Северо-Западе, но как однолетние культуры.
Анализ данных интродукционных испытаний значительного числа видов разных семейств позволяет заключить, что в условиях Северо-Запада России многие из них могут быть выращены, а так как они накапливают эфирные масла, то представляют интерес как потенциальные источники его получения.
ГЛАВА 4. СОДЕРЖАНИЕ И КОМПОНЕНТНЫЙ СОСТАВ ЭФИРНЫХ МАСЕЛ В ЭФИРНОМАСЛИЧНЫХ РАСТЕНИЯХ
4.1. Влияние параметров сушки растительного сырья на выход эфирного масла
Разные режимы и условия сушки лекарственного и эфирномасличного растительного сырья в значительной степени определяют его качество и, соответственно, перспективы и возможность дальнейшего использования. В настоящее время, помимо общеизвестного и общепринятого способа сушки растительного сырья - “в тени, в хорошо проветриваемом месте”, существует достаточно много новых технологических возможностей. Новые способы сушки растительного сырья позволяют перерабатывать значительные его объёмы и иметь сухое сырье в короткие сроки и хорошего качества.
Сырье, высушенное в микроволновой установке "Муссон" отличается высоким качеством, как по внешним параметрам, так и по содержанию эфирного масла (не теряется при сушке, что способствует увеличению его выхода из сырья). Свежесобранное сырьё таких видов как Mentha longifolia и M. piperita, Myrrhis odorata и, от части, Balsamita majer, при воздушной сушке часто темнеют, а при микроволновой сушке сохраняют свой естественный зелёный цвет, имеют натуральный внешний вид и, соответственно, сохраняют эфирное масло в сырье.
4.2. Особенности переработки растительного сырья для увеличения выхода эфирных масел
Основной вопрос технологии переработки растительного эфирномасличного сырья и получения из него эфирных масел — изыскание наиболее рациональных путей увеличения выхода искомого продукта, улучшения его качества и снижение себестоимости.
По нашим данным (Ткаченко, 1986; 1987) выход эфирного масла из измельчённых плодов видов рода Heracleum достигал 7.9 — 9.8 %, при этом время процесса получения целевого продукта не превышало 2—3 часов. Основное количество масла (до 95 %) отгонялось в течение 20-30 мин. В целях получения максимального выхода масла процесс продолжали ещё 30 мин после прекращения увеличения масла в приёмнике.
Степень измельчения сырья влияет на выход эфирного масла из плодов видов рода Heracleum (табл. 5).
Таблица 5.
Степень измельчения плодов Heracleum ponticum и выход эфирного масла
Степень измельчения плодов | Размеры частиц, мм | Время отгонки, ч | Выход эфирного масла, % от возд.-сух. массы |
Целые | 5,0 – 6,0 | 0,3 – 0,5 | |
Крупного помола | 2,0 – 3,0 | 4,0 – 4,5 | 0,7 – 0,8 |
Среднего помола | 1,0 – 2,0 | 2,5 – 3,0 | 0,9 – 1,0 |
Тонкого помола | 0,5 – 1,0 | 1,5 – 2,0 | 1,2 – 1,5 |
По результатам полученных данных (табл. 5) видно, что чем мельче измельчены плоды Heracleum, тем выше выход эфирного масла, и тем меньшее время затрачено на процесс отгонки.
Увеличение выхода эфирного масла из растительного сырья можно получить добавлением хлорида натрия в период отгонки. Использование этого метода перспективно для растений с низким содержанием эфирного масла в сырье.
4.3. Компонентный состав эфирных масел видов
семейств Apiaceae, Asteraceae и Lamiaceae
4.3.1 . Компонентный состав эфирных масел ряда видов растений, интродуцированных в Санкт–Петербург и Ленинградскую область
В эфирном масле Achillea millefolium и Ptarmica vulgaris (рис. 2) главным компонентом является х-оцимен, с содержанием от 10 до 22% соответственно. Общими соединениями являются камфен, сабинен и b-пинен, их содержание не превышает 4%. В образце эфирного масла Achillea millefolium не обнаружено кариофиллена, борнеола, лимонена, азулена. В эфирном масле Ptarmica vulgaris главным компонентом является сантален (каларен) с содержанием до 23 %, а для Achillea millefolium – кариофиллен (до 10 %).
 |
У видов рода Heracleum в подземных органах накапливается от 0.1 % (H. calcareum var. colhicum и H. chorodanum) до 0.6 % (H. wilhelmsii, H. ponticum) и до 1.0 % (H. sosnowskyi) эфирного масла. Средние значения содержания эфирного масла в корнях видов данного рода колеблется в пределах 0.3 – 0.5 %.
Рисунок 2.
Компонентный состав (в %) Achillea millefolium и Ptarmica vulgaris, произрастающих в Ленинградской области
В пределах секций рода Heracleum, каждый вид характеризуется своим, особым набором компонентов. Колебания компонентов в эфирном масле листьев у каждого вида значительные. Например, лимонен в эфирном масле листьев H. dissectum и H. lehmannianum отсутствует, а у H. antasiaticum его до 0.3 %, в листьях H. wilhelmsii его почти до 61 %. Транс-анетол отмечен в эфирных маслах листьев всех видов рода Heracleum, при этом количественное его содержание колеблется от 0.1 до 20.7 % (у H. lehmannianum).
Плоды видов рода Heracleum имеют неодинаковый компонентный и качественный состав эфирного масла. Октилацетат и октилбутират являются общими для всех эфирных масел из плодов исследованных видов этого рода.
ГЛАВА 5. ЭФИРНЫЕ МАСЛА И ХЕМОСИСТЕМАТИКА
5.1. Перспективы использования данных о химическом составе растений для решения спорных вопросов систематики
Исследования, проводимые в области выявления влияния условий произрастания на накопление растениями эфирных масел показывают, что факторы внешней среды могут обуславливать значительные изменения в количественном содержании вторичных метаболитов. На основании анализа результатов большого числа подобных исследований (Высочина, 1969, 1976, 1977 а, б, 1999, 2007, 2012; Волхонская, 1984; Erdtman, 1963; Clausen, 1967; Smith, 1976; Harborne, Turner, 1984) выявлено, что эколого-географические условия произрастания вида оказывают влияние на распространение вторичных метаболитов в растениях. Для выявления закономерностей внутривидовой изменчивости проводятся исследования на морфологическом, экологическом и других уровнях (Мамаев, 1975; Мамаев, Сёмкина, 1981; Мишуров, 1984; Сацыперова, 1984; Лавриненко и др., 1998; Шохина и др., 1999; Казаринова и др., 2002). Обычно в пределах вида существует ряд переходных типов с различным соотношением компонентов эфирного масла в пределах одного местообитания, и «полихимизм» вида является показателем формообразовательных процессов (Tétényi, 1970; Гурвич, 1948, 1960, 1971; Morgan, 1989).
5.2. Эфирные масла и систематика рода Heracleum L.
Сравнительный анализ количественного и качественного состава эфирных масел корней интродуцированных видов Heracleum выявил, что основными компонентами его состава являются сложные эфиры и терпены.
Эфирное масло корней видов рода Heracleum из разных секций (рис. 3), как и виды, внутри самих секций, имеют достаточно сходный компонентный состав. Различия между видами и секциями отмечены лишь количественные, как на уровне основных (α-пинен, β-пинен, мирцен, оцимен, октилацетат, транс-аллооцимен), так и в содержании минорных компонентов (октанол, γ-терпинен, терпинен-4-ол). Эфирное масло корней одного вида, но полученное в разные фазы вегетации, отличается по соотношению входящих в него компонентов. Некоторые компоненты, такие как α- и β-пинены, камфен, мирцен, лимонен, оцимен, октилацетат, отмечены в составе всех изученных образцах эфирного масла корней борщевиков. Содержание и соотношение, входящих в состав веществ, меняются в зависимости от вида и фазы вегетации. Некоторые из компонентов (α-терпинен, терпинолен, гексилбутират) в составе эфирного масла корней борщевиков были отмечены лишь в начале вегетации, другие – только в образцах масел, полученных осенью, по окончанию вегетации. Эфирное масло корней разных видов рода Heracleum, при наличии у них большого числа общих веществ, характеризуется индивидуальным набором компонентов. Содержание их значительно варьирует в зависимости от фазы вегетации и возраста особи.
Сравнительный анализ количественного и качественного состава эфирных масел листьев некоторых видов Heracleum выявил, что их состав индивидуален. Во всех изученных образцах присутствовали сложные эфиры, терпены и сесквитерпены. У изученных видов, при наличии часто отмечаемых веществ, нет таких, которые были бы идентифицированы у каждого вида, т. е. были бы характерны только для рода или присущи только лишь каждому конкретному виду. В разные фазы вегетации, от её начала и до окончания, основные компоненты накапливаются в разном процентном соотношении.
Рисунок 3.
Компонентный состав эфирных масел корней видов рода Heracleum секций Heracleum (H. mandenovae, H. ponticum, H. voroschilowii), Pubescentia (H. lehmannianum, H. pubescens, H. wilhelmsii) и Wendia (H. chorodanum,H. pastinacifolium, H. roseum)
Судить же о возможности или невозможности использования компонентного состава эфирных масел листьев Heracleum для систематики видов рода пока нет достаточных оснований.
Плоды видов рода Heracleum, содержащие эфирные масла, дают больше возможностей для выявления межвидовых или секционных различий. Накопленный экспериментальный материал подтверждает это. Следует отметить, что независимо от вида, процентный состав компонентов изменяется от многих факторов как в сторону увеличения, так и уменьшения. Среди этих факторов выявлена зависимость от возраста растений, конкретного года сбора урожая, продолжительности интродукции конкретной особи в новых условиях, возобновлённого в течение ряда лет нового поколения, от адаптированности к месту выращивания материнских особей. Колебания в составе отдельных компонентов эфирного масла плодов видов рода Heracleum составляют от 0.1 – до 1.0 или до 3–5, или 6–7 процентов, что существенно. Колебания по некоторым веществам достигают до 20 процентов. Существенным для систематических построений на основе состава эфирных масел борщевиков является то, что при их интродукции в условия Северо-Запада России, в составе масла появляются терпены (изопреноиды). Ранее было известно (Гурвич, 1960), что эфирные масла видов рода Heracleum, полученные из плодов, собранных в местах естественного произрастания, этих соединений не содержат. Было показано, что в составе эфирного масла плодов Heracleum имеются только спирты, органические кислоты и сложные эфиры, было также заявлено, что это является константным признаком рода Heracleum. Данные, полученные в течение ряда лет (Ткаченко, 2003, 2010; Ткаченко, Зенкевич, 1987 а; Ткаченко и др., 2001 в), подтвердили заключения для случаев, когда эфирные масла были выделены из плодов, собранных в местах естественного произрастания вида. При интродукции в эфирном масле плодов видов Heracleum происходит изменение в составе компонентов, появляются терпены. Суммарное количество накапливаемых терпенов в эфирном масле интродуцентов колеблется от 10-15 до 20, нередко достигает и 35 % от суммы всех идентифицированных соединений.
Полученные данные подтверждают, что константными веществами эфирных масел плодов Heracleum являются сложные эфиры октилового спирта: октилацетат, октилбутират, октилизобутират (рис. 4). В пределах секций рода Heracleum выделяются виды секции Pubescentia и Villosa, с максимальным накоплением октилацетата в составе компонентов масла (от 75 до 90 % от числа всех идентифицированных веществ). Виды секции Heracleum содержат в эфирном масле в среднем от 20 до 60 %, а виды секции Wendia и Apiifolia характеризуются минимальным содержанием октилацетата в составе эфирного масла плодов: от 2 – 5 до 10 – 20 %, соответственно.
В сводке (1995) виды H. moellendorffii и H. voroschilovii отнесены в синонимы к H. dissectum. Исходя из полученных данных (рис. 5) по компонентному составу и количественному соотношению веществ эфирного масла цветков и плодов, совершенно очевидно, что эти виды значительно отличаются не только друг от друга, но и от H. dissectum. Эти материалы в полной мере подтверждают правомочность обособленности этих таксонов как видов (Сацыперова, 1984).
Анализ собранного материала по компонентному составу и количественному накоплению веществ эфирных масел корней, листьев, цветков и плодов показал, что не все полученные данные могут быть использованы для решения систематических проблем. Компонентный состав и количественное содержание компонентов в составе эфирных масел меняется у растений разного возраста от длительности выращивания в новых почвенно-климатических условиях, фаз сезонного развития.
Это всё создаёт определённые сложности при возможной интерпретации данных и дальнейшего использования результатов химического исследования эфирных масел для различных систематических заключений и построений.
Рисунок 4.
 |
Компонентный состав эфирных масел плодов видов всех секций рода Heracleum
 |
Рисунок 5.
Компонентный состав эфирных масел плодов Heracleum dissectum Ledeb., H.moellendorffii Hance и H. voroschilovii Gorovoi
ГЛАВА 6. АНТИМИКРОБНАЯ, АНТИФУНГАЛЬНАЯ, АНТИВИРУСНАЯ АКТИВНОСТЬ ЭФИРНЫХ МАСЕЛ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ В МЕДИЦИНСКОЙ ПРАКТИКЕ И ВЕТЕРИНАРИИ
6.1. Аллергологическое и антибиотическое тестирование эфирных масел
Результаты тестов на выявление аллергологического действия исследуемых эфирных масел показали, что гипоаллергенными являются масла видов: Mentha piperita, Origanum tytthanthum и Origanum vulgare.
Изучение биологической активности эфирных масел на музейных культурах показал, что наибольшим санационным эффектом обладали эфирные масла видов Origanum tytthanthum, Origanum vulgare, Mentha piperita. Эфирные масла видов Mentha piperita, Origanum gracile, Rosmarinus officinalis и Salvia officinalis были оценены как санационные агенты внутрибольничных инфекций у пациентов (носителей Staphylococcus aureus и грибов рода Candida) на слизистой дыхательных путей. Эфирные масла Coriandrum sativum, Foeniculum officinalis не проявили заметного антимикробного эффекта и из дальнейших исследований были исключены.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 |
