СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЪЕМА ФРАКЦИИ ЛЕГКОЛЕТУЧИХ СОЕДИНЕНИЙ В ЭФИРНОМ МАСЛЕ ЛИСТА МЯТЫ
METHOD OF DETERMINING VOLUME OF FRACTION OF VOLATILE COMPOUNDS IN ETHEREAL OIL OF MINT LEAVES

Изобретение относится к пищевой промышленности, ароматерапии и производству аптечного листа, и касается оценки гибридов и сортов мяты по количеству легколетучих соединений в эфирном масле мяты. Пряно-ароматические свойства эфирного масла мяты известны с давнего времени. Основным назначением мяты является получение эфирного масла для извлечения из него ментола для фармацевтической промышленности, вторым, не менее важным, направлением использования растений мяты является пищевая промышленность, производство аптечного листа и ароматерапия, где важен ее аромат, т.е. наличие легколетучих соединений. Листья мяты используются в качестве составной части как ароматическая добавка в различные напитки, в том числе чаи, и для приготовления сборов лекарственных растений, т.к. нативное эфирное масло мяты содержит фракцию легколетучих соединений, быстро испаряющихся при нагревании и создающих неповторимый аромат. При этом масло каждого из многочисленных межвидовых гибридов, внутривидовых клонов и сортов обладает уникальным ароматом, определяемым составом и процентным соотношением легколетучих соединений.
Эфирное масло накапливается в шарообразных выростах эпидермиса листьев растений мяты, называемых секреторными железками. Они представляет собой шарообразный резервуар, состоящий из полости, наполненной маслом, с тонкой внешней оболочкой, и ножки, с помощью которой железка прикреплена к поверхности листа.
Издавна известен способ извлечения эфирных масел «анфлераж», принцип которого состоит в том, что масло, испаряющееся из цветков, поглощается сорбентами (твердыми жирами, активированным углем). Из образующей душистой массы, эфирное масло извлекают растворителем.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ экстракции сырья растворителями в колонных аппаратах, получения эфирного масла с последующим определением его компонентного состава сочетанием методов газовой хроматографии и масс-спектрометрии (Хейфиц Л.А., Дашунин В.М., 1994). Способ позволяет определить состав компонентов эфирного масла и, в частности, легколетучих соединений. Недостатками данного способа являются длительность анализа и необходимость наличия высокоточного и дорогостоящего оборудования.
2
Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является создание более простого способа определения объема фракции легколетучих соединений эфирного масла межвидовых гибридов, внутривидовых клонов и сортов мяты. Поставленная задача решается путем учета количества и морфологических параметров секреторных железок на листьях мяты, отобранных в фазу технической спелости, расчета объема эфирного масла железок на единицу площади листьев (1000 см). Одновременно в листьях мяты проводится определения содержания эфирного масла методом гидродистилляции (метод Клевенджера, модифицированный Лошкаревым (ГОСТ 24027.2-80)). Полученная разница содержания эфирного масла между двумя способами является фракцией легколетучих соединений Необходимо наличие светового микроскопа с видеосистемой Lumenera Infinity 2 или цифровой фотокамерой, линейки для фиксирования масштаба при фотосъемке, или бинокуляра с окулярным микрометром; прибора для определения эфирного масла.
Ход работы
У анализируемых растений мяты отбираются 10-30 листьев 5-7 пары 2-3 яруса главного цветоносного побега в фазу технической спелости, т.к. в данную фазу заканчивается формирование эфиромасличных желез и в них наблюдается наибольшее содержание масла.
2
С помощью видеосистемы или цифровой фотокамеры, присоединенной к световому микроскопу, фотографируются на увеличении ×500 по 10 участков каждого листа с верхней и нижней сторон, поскольку железки зачастую расположены с обеих сторон листа. На полученных снимках с помощью программы Infinity camera V:5.02 подсчитывают число железок в кадре, определяют площадь поверхности листа в кадре в см, количество железок на 1 см верхней и нижней сторонах листа. Также измеряют их диаметр и вычисляют среднее значение диаметра железок.
Возможно проведение данных расчетов с помощью масштабной линейки, для чего ее фотографируют и учитывают, что 1мм=1000мкм.
При отсутствии светового микроскопа аналогичные замеры можно проводить с помощью бинокуляра. Учет количества железок в поле зрения, их диаметра и площади поля зрения проводят, используя окулярный микрометр.
2
Используя полученные данные, вычисляют объем эфирного масла железок на 1000 см площади листьев по формулам:
1000
верх
низ
V=V+V;
верх или низ
3
V=4/3πR×n×1000,
1000
2
3
где V - объем эфирного масла железок на 1000 см площади листьев, см;
верх
3
V - объем эфирного масла железок на верхней стороне, см;
низ
3
V - объем эфирного масла железок на нижней стороне, см;
π=3,14;
R - радиус железок, см;
2
n - число железок на 1 см поверхности листа, шт.
2
Одновременно в листьях анализируемых растений мяты проводят определение содержания эфирного масла методом гидродистилляции. Для этого 200-300г свежих листьев помещают в прибор для отгонки эфирного масла и согласно ГОСТу 24027.2-80 получают эфирное масло и измеряют его объем. Фиксируется масса 50 листьев мяты, определяется их площадь с помощью планиметра и вычисляется масса 1000 см площади поверхности листьев по формуле:
<mrow><msub><mi>М</mi><mrow><mn>1000</mn></mrow></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>m</mi><mrow><mn>50</mn></mrow></msub><mo>×</mo><mn>1000</mn></mrow><mrow><msub><mi>s</mi><mrow><mn>50</mn></mrow></msub></mrow></mfrac><mo>,</mo></mrow>
1000
2
где M - масса 1000 см поверхности листьев, г;
50
m - масса 50 листьев, г;
50
2
s - площадь поверхности 50 листьев, см.
2
Пересчет количества эфирного масла, полученного методом гидродистилляции, на 1000 см площади поверхности листьев проводится по формуле:
<mrow><mi>V</mi><msub><mo>*</mo><mrow><mn>1000</mn></mrow></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>M</mi><mrow><mn>1000</mn></mrow></msub><mo>×</mo><msup><mi>V</mi><mo>*</mo></msup></mrow><mrow><mi>н</mi><mi>а</mi><mi>в</mi><mi>е</mi><mi>с</mi><mi>к</mi><mi>а</mi></mrow></mfrac><mo>,</mo></mrow>
1000
2
3
где V* - объем эфирного масла, полученного методом гидродистилляции, на 1000 см площади поверхности листьев, см;
3
V* - объем эфирного масла, полученного методом гидродистилляции, см;
1000
2
M - масса 1000 см поверхности листьев, г.
Навеска - навеска свежих листьев, взятых для гидродистилляции, г. Определение объема фракции легколетучих соединений в листьях мяты вычисляется по формуле:
л.ф
1000
1000
V=V-V*,
л.ф
3
где V - объем фракции легколетучих соединений в эфирном масле листьев мяты, см;
1000
2
3
V - объем эфирного масла (суммарный объем железок) на 1000 смплощади листьев, см;
1000
2
3
V* - объем эфирного масла, полученного методом гидродистилляции, на 1000 см площади поверхности листьев, см.
Содержание фракции легколетучих соединений в процентах в эфирном масле листьев мяты определяется по формуле:
<mrow><mfrac><mrow><msub><mi>V</mi><mrow><mi>л</mi><mo>.</mo><mi>ф</mi></mrow></msub><mo>×</mo><mn>100</mn></mrow><mrow><msub><mi>V</mi><mrow><mn>1000</mn></mrow></msub></mrow></mfrac><mo>,</mo></mrow>
л.ф
где V - объем фракции легколетучих соединений в эфирном масле
3
листьев мяты, см;
1000
2
V - объем эфирного масла (суммарный объем железок) на 1000 см
3
площади листьев, см.
л.ф
1000
Пример 1. Расчет V для сортов мяты старой селекции, районированных для Украины и южных регионов России, выращенных на экспериментальном участке лаборатории в Главном ботаническом саду РАН. У анализируемых растений отобраны 30 листьев 5-7 пары 2-3 яруса главного цветоносного побега в фазу технической спелости каждого сорта подсчитаны количество секреторных железок, их диаметр и V. Одновременно взяты образцы свежих листьев каждого сорта и определено содержание эфирного масла методов гидродистилляции. Определен объем фракции легколетучих соединений и рассчитано их содержание эфирного масла сортов мяты старой селекции.(табл.1).
Таблица 1.
Определение объема фракции легколетучих соединений в эфирном масле мяты.
сорт
объем эфирного масла, см<sup>3</sup>
Содержание фракции легколетучих соединений в эфирном масле мяты, %
общий объем железок,V<sub>1000</sub>
объем масла после гидродистилляции, V*<sub>1000</sub>
объем легколетучих соединений, V<sub>л.ф</sub>
1. Краснодарская 2
0,509
0,133
0,376
73,9
2. Кубанская 6
0,646
0,212
0,434
67,2
3. Симферопольская 200
0,664
0,180
0,484
72,9
4. Москвичка
0,605
0,224
0,381
63,0
5. Удайчанка
0,766
0,337
0,429
56,1
6. Митчамская
0,500
0,166
0,334
66,8
7. Лекарственная 4
0,583
0,280
0,303
52,0
Как видно из данных таблицы в составе эфирного масла сортов мяты старой селекции, полученных на основе M.piperita, содержание фракции легколетучих соединений превышает 50%, а у сортов Краснодарская 2 и Симферопольская 200 превышает 70%. Данные сорта эффективнее использовать в свежем виде - в пищевой промышленности или ароматерапии, и для аптечного листа. При их использовании для получения эфирного масла следует применять методы мацерации, так как при использовании метода гидродистилляции фракция легколетучих соединений теряется, что ведет к потерям выхода эфирного масла и ухудшению его качества.
л.ф
Пример 2. Расчет V для межвидовых гибридов, внутривидовых клонов мяты, выращенных на экспериментальном участке лаборатории в Главном ботаническом саду РАН.
1000
У анализируемых растений отобраны 30 листьев 5-7 пары 2-3 яруса главного цветоносного побега в фазу технической спелости каждого сорта подсчитаны количество секреторных железок, их диаметр и V - Одновременно взяты образцы свежих листьев каждого сорта и определено содержание эфирного масла методов гидродистилляции. Определен объем фракции легколетучих соединений и рассчитано их содержание эфирного масла сортов мяты старой селекции (табл.2).
Таблица 2.
Определение объема фракции легколетучих соединений в эфирном масле мяты.
сорт
объем эфирного масла, см<sup>3</sup>
Содержание фракции легколетучих соединений в эфирном масле мяты, %
общий объем железок, V<sub>1000</sub>
объем масла после гидродистилляции, V*<sub>1000</sub>
объем легколетучих соединений, V<sub>л.Ф</sub>
Внутривидовой тетраплоидный клон М. arvensis,
0,573
0,313
0,260
45,4
Внутривидовой клон М. arvensis (NV-74)
0,670
0,151
0,519
77,5
Внутривидовой клон М. arvensis (17-Тайвань)
0,502
0,170
0,332
66,2
Внутривидовой клон М. arvensis (18-Япония)
0,541
0,191
0,350
64,7
Внутривидовой клон М. arvensis (24-Сыктывкар)
0,094
0,025
0,069
73,5
Внутривидовой клон М. arvensis (19-Крым)
0,460
0,072
0,388
84,4
Межвидовой гибрид М. piperita и М. crispaВнутривидовой клон М. crispa (Крым)
0,611
0,165
0,446
73,0
0,745
0,100
0,645
86,6
Как видно из данных таблицы в составе эфирного масла у большинства внутривидовых клонов мяты М arvensis, содержание фракции легколетучих соединений составляет от 65 до 85% - данные образцы могут использоваться в свежем виде в пищевой промышленности, на аптечный лист и в ароматерапии. Только у тетраплоидного клона М. arvensis содержание фракции легколетучих соединений было менее 50%, поэтому может быть рекомендован для производства эфирного масла методом гидродистилляции.
Таким образом, предлагаемый нами способ определения объема фракции легколетучих соединений в эфирном масле листа мяты позволяет быстро оценить содержание фракции легколетучих соединений в эфирном масле и проводить отбор материала для пищевой промышленности, производства аптечного листа и ароматерапии.
Источники информации
1. Хейфиц Л.А., Дашунин В.М. Душистые вещества и другие продукты для парфюмерии. - М.: Химия, 1994. - С.185.
2. ГОСТ 24027.2-80. Сырье лекарственное растительное. Методы определения влажности, содержания золы, экстрактивных и дубильных веществ, эфирного масла.