Изменение состава эфирного масла володушки козелецелистной (Bupleurum scorzonerifolium L. ), произрастающей в Сибирском регионе, в зависимости от метеорологических условий

ВестникКрасГАУ 2015. №7

мат-лы Междунар. конф. (Горно-Алтайск, 22-26 сент. 2008 г.). - Горно-Алтайск, 2008. - Ч. 1. -С. 246-250.

11. Кардашевская В.Е. Состояние особей и виталитетный состав терескена ленского (Krascheninnikovia lenensis (Kumin.) Tzvel.) на Средней Лене // Ботанические сады в XXI веке: сохранение биоразнообразия, стратегия развития и инновационные решения: мат-лы Междунар. науч.-практ. конф. (Белгород, 18-21 мая 2009 г.). - Белгород: Политерра, 2009. - С. 138-143.

УДК 581.135.51:581.54 ИД. Зыкова

ИЗМЕНЕНИЕ СОСТАВА ЭФИРНОГО МАСЛА ВОЛОДУШКИ КОЗЕЛЕЦЕЛИСТНОЙ (BUPLEURUM SCORZONERIFOLIUM L.), ПРОИЗРАСТАЮЩЕЙ В СИБИРСКОМ РЕГИОНЕ,

В ЗАВИСИМОСТИ ОТ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ

В статье рассматривается компонентный состав эфирного масла надземной части во-лодушки козелецелистной (Bupleurum scorzonerifolium L.), зафиксированный автором в период исследований 2009-2014 гг. Отмечено, что качественный состав основных составляющих эфирного масла в разные годы остается постоянным, хотя и изменяется его количественное содержание. По мере роста экстремальности погодных условий наблюдается повышенное содержание сесквитерпенов и кислородсодержащих соединений в составе масла.

Ключевые слова: володушкакозелецелистная (Bupleurum scorzonerifolium L.), эфирное масло, компонентный состав, гидротермический коэффициент экстремальности.

I.D. Zykova

THE CHANGEOF THE ESSENTIAL OIL COMPOSITION OF THETHOROUGHWAX (BUPLEURUM SCORZONERIFOLIUM L.) GROWING IN THE SIBERIAN REGION DEPENDING ON METEOROLOGICAL CONDITIONS

The essential oil component composition of the thoroughwax (Bupleurum scorzonerifolium L.) elevated part that was recorded by the author during the research of 2009-2014 is considered in the article. It is noted that the qualitative structure of the essential oil main components in different years remains constant though their quantitative content changes. In the process of the weather condition extreme-nessgrowth the increased contentof sesquiterpenesand oxygen-containing connections in the oil structure is observed.

Key words: thoroughwax (Bupleurum scorzonerifolium L.), essential oil, component structure, hydrothermal coefficient of extremeness.

Введение. Володушка козелецелистная (Bupleurum scorzonerifolium L.), получившая в народной медицине название волчьего дуба, - многолетнее полукарпическое травянистое растение семейства Зонтичных высотой до 70 см. Вид распространен на Алтае, в Туве, а также в степных районах Красноярского края, в Прибайкалье и Зауралье, реже в Приморье и Приамурье. Отдельные фрагменты ареала отмечены в Монголии и Китае [1].

Растение содержит аскорбиновую кислоту, каротин, флавоновые гликозиды и сапонины, дубильные вещества и эфирные масла [2], часто применяется в сложных рецептах в традиционной медицине стран Азии в качестве тонизирующего и общеукрепляющего средства. Корни B. scorzonerifolium в китай-

33

Биологические науки

ской и корейской медицине используют при импотенции, а также как мочегонное и противовоспалительное средство [3]. Работами сибирских ученых выявлено желчегонное и сокогонное действие надземных частей B. scorzonerifolium на желудок, поджелудочную железу и печень [4].

Обширный ареал и популярность в народной медицине создают объективные предпосылки для детального изучения володушки козелецелистной с целью внедрения в медицинскую практику. Из доступной научной литературы встретилась только одна [5], посвященная исследованию состава эфирного масла корней B. scorzonerifolium, произрастающая в Китае. Ранее автором статьи был исследован компонентный состав эфирного масла володушки козелецелистной Сибирского региона. В работе [6] представлены результаты хромато-масс-спектрометрического анализа эфирного масла надземной части B. scorzonerifolium, произрастающей в Красноярском крае, полученного в

2013 г.

Известно, что состав эфирных масел зависит не только от фазы вегетации и исследуемого органа растения, но и от влажностно-температурных условий места произрастания растения. Поэтому представляло интерес провести сравнительный анализ компонентного состава эфирного масла B. scorzonerifolium за период эксперимента с 2009 по 2014 г., учитывая резко континентальный характер климата Красноярского края, для которого характерны сильные колебания температур воздуха в течение года и неравномерное распределение осадков по месяцам.

Цель исследований. Изучение влияния метеорологических условий места произрастания на компонентный состав эфирного масла надземной части B. scorzonerifolium.

Задачи исследований. Хромато-масс-спектрометрический анализ компонентного состава эфирного масла B. scorzonerifolium.; сравнение динамики компонентов эфирного масла за период эксперимента; изучение влияния погодных условий на состав эфирного масла.

Материалы и методы исследований. Исследования проводили каждый год в июле с 2009 по

2014 г. в естественных популяциях B. scorzonerifolium окрестностей г. Красноярска. Надземную часть растения собирали в сухую погоду в фазу цветения на шести разных площадках, находящихся друг от друга на расстоянии 20-30 км. Собранные образцы сушили на воздухе в подвешенном состоянии при температуре окружающей среды в затененном месте.

Для получения эфирного масла готовили объединенную пробу смешением измельченного воздушно-сухого сырья, собранного с разных площадок. Затем методом последовательного квартования выделяли среднюю пробу в количестве 1000-1200 г, обеспечивающей полную загрузку цельнометаллической емкости, входящей в состав установки для получения эфирного масла [7].

Эфирное масло из надземной части B. scorzonerifolium получали методом исчерпывающей гидропародистилляции из воздушно-сухого сырья в течение не менее 9 ч до прекращения выделения эфирного масла. Загрузка сырья составляла 1200 г. Количественно собранное в насадке Клевенджера эфирное масло отстаивали, высушивали над Na2SO4, после чего пробу помещали в виа-лу из темного стекла объемом 1,5 мл с плотно закрытой крышкой, которая до анализа хранилась в холодильнике.

Хромато-масс-спектрометрический анализ проводили на хроматографе Agilent Technologies 7890 А с квадрупольным масс-спектрометром MSD 5975 С в качестве детектора с использованием 30-метровой кварцевой колонки HP-5 (5 %-дифенил - 95 %-диметилсилоксан) с внутренним диаметром 0,25 мм. Температура испарителя 280оС, температура источника ионов 173оС, газ-носитель - гелий - 1 мл/мин. Температура колонки: 50оС (2 мин), программируемый нагрев 50-270оС со скоростью 4оС в 1 мин, изотермический режим при 270оС в течение 10 мин.

Содержание отдельных компонентов оценивали по площадям пиков, а их идентификацию производили на основе сравнения линейных индексов удерживания и полных масс-спектров с соответствующими данными компонентов эталонных масел и чистых соединений. Для идентификации также использовали данные библиотеки масс-спектров Wiley275 (275 тыс. масс-спектров) [8] и атласа масс-спектров и линейных индексов удерживания [9].

Результаты исследований и их обсуждение. Эфирное масло надземной части B. scorzonerifolium представляет собой легкоподвижную жидкость светло-зеленого цвета легче воды. Выход масла в зависимости от года сбора менялся незначительно и в среднем составил 0,2 ± 0,01 %. Малое количество полученного масла не позволило нам определить его физико-химические пара-

34

ВестникКрасГАУ 2015. №7

метры (плотность, показатель преломления). Согласно данным хромато-масс-спектрометрического анализа, в эфирном масле B. scorzonerifolium содержится более 40 компонентов. 44 компонента являются известными соединениями и легко идентифицируются (табл. 1). Отмечено отсутствие в составе масла углеводородов и преобладание монотерпенов. Основными компонентами являются транс-в-оцимен, гермакрен Д, лимонен и в-мирцен. В составе масла полностью отсутствуют карио-филлен и бициклосесквифелландрен, являющиеся, согласно [10], основными компонентами эфирного масла надземной части володушки золотистой. Это свидетельствует о своеобразии исследуемого вида и необходимости изучения, помимо эфирного масла, и других биологически активных веществ, присущих B. scorzonerifolium.

Из данных, приведенных в табл. 1, видно, что эфирное масло B. scorzonerifolium сохраняет качественный состав за все годы наблюдений.

Таблица 1

Содержание основных компонентов эфирного масла в зависимости от года сбора надземной части B. scorzonerifolium

Линейный индекс удерживания Содержание компонента, % от цельного масла

Компонент 1_! ОЭ О О СМ 1_! CD О СМ 1_! О СМ 1_! СМ О СМ 1_! СО О СМ 1_! О СМ

1 2 3 4 5 6 7 8

Монотерпены

932 а-пинен 0,5 0,8 0,5 0,6 1,0 1,0

973 Сабинен 3,1 2,0 3,1 1,8 2,9 2,8

975 в-пинен 0,6 0,6 0,6 0,6 0,9 0,9

995 в-мирцен 10,6 8,2 9,6 8,0 10,8 9,8

1010 3-карен 0,8 1,0 0,8 0,8 1,1 1,1

1017 а-терпинен 0,8 0,6 0,8 0,6 0,9 0,9

1024 п-цимол 6,2 5,8 6,2 5,8 7,1 7,1

1028 Лимонен 10,2 8,4 10,2 8,2 11,0 11,0

1038 цис-в-оцимен 1,8 1,0 1,8 1,0 1,4 1,4

1048 транс- в-оцимен 11,2 8,6 10,2 8,4 12,8 12,8

1058 Y-терпинен 3,2 2,0 3,1 2,0 2,9 2,9

1088 Терпинолен 0,8 0,2 0,8 0,2 0,5 0,5

Всего 49,8 39,2 47,7 38,0 53,3 52,2

Сесквитерпены

1378 а-копаен 0,9 1,3 1,4 1,3 0,9 0,8

1392 в-элемен 1,0 1,6 1,8 1,3 1,0 1,0

1412 Изокариофиллен 1,9 2,3 1,8 2,3 1,9 1,9

1444 транс-в-фарнезен 0,6 0,8 0,6 0,8 0,6 0,6

1445 Изогермакрен D 0,7 1,0 0,7 1,0 0,7 0,7

1484 Гермакрен D 12,1 16,4 14,6 16,1 12,1 12,1

1500 Бициклогермакрен 1,6 3,0 1,4 2,0 1,6 1,6

1518 (Z^-бисаболен 0,8 1,8 0,8 1,8 0,8 1,1

1527 5-кадинен 2,0 3,4 2,5 2,4 2,0 2,0

1565 в-калакорен 0,4 0,8 0,8 0,8 0,4 0,8

Всего 24,8 32,4 26,4 30,0 22,0 24,2

35

Биологические науки

Окончание табл.

1 2 3 4 5 6 7 8

Кислородсодержаш ие соединения

1033 Бензиловый спирт 1,0 1,7 1,0 1,3 1,5 1,2

1041 Салициловый альдегид 0,2 0,6 0,2 0,4 0,4 0,2

1100 Линалоол 2,4 2,4 2,4 2,2 2,2 2,0

1101 Периллен 0,5 0,8 0,5 0,5 0,5 0,4

1177 Терпинен-4-ол 2,2 2,1 2,2 2,1 2,0 1,8

1191 а-терпинеол 0,6 0,6 0,6 0,5 0,4 0,4

1192 Метилсалицилат 0,5 0,6 0,5 0,4 0,6 0,4

1197 Дигидроцитронеллол 0,5 0,6 0,6 0,5 0,6 0,4

1385 Геранилацетат 0,8 0,6 0,8 0,6 0,4 0,6

1391 н-октилбутаноат 1,0 1,5 1,0 1,2 0,8 1,0

1423 Линалилбутаноат 0,6 0,6 0,6 0,5 0,6 0,5

1568 Минтоксид 1,6 1,4 1,6 1,8 2,0 1,4

1580 Спатуленол 3,4 3,7 3,4 3,6 3,0 3,0

1586 Кариофиллен оксид 1,7 1,8 1,8 1,6 1,6 1,4

1604 0-изоэлемицин 0,8 0,8 0,8 0,6 0,7 0,6

1640 Изоспатуленол 0,6 0,6 0,6 0,4 0,5 0,5

1643 т-кадинол 1,0 1,2 1,0 1,0 1,1 1,0

1649 5-кадинол 0,8 1,0 0,8 0,6 0,5 0,5

1658 а-кадинол 1,8 1,8 1,8 1,6 1,9 1,6

1684 (Е)-азарон 1,0 1,2 1,1 1,1 1,0 1,0

1686 эш-а-бисаболол 1,0 1,2 1,2 1,2 1,0 1,1

1712 Пентадеканаль 1,2 1,2 1,3 1,0 1,3 1,3

-//- -//- 0,18 0,27 0,25 0,37 0,17 0,15

Всего 25,2 28,0 25,8 31,8 24,6 22,8

Количественное содержание многих компонентов эфирного масла зависит от года сбора сырья. Для того чтобы оценить экстремальность погодных условий в разные годы, нами был вычислен гидротермический коэффициент экстремальности (кэкстр) (табл. 2), который представляет собой отношение средней температуры (t oC) месяцев вегетации до сбора (май-август) к среднему количеству осадков выпавших в эти месяцы (мм) (табл. 2):

к _ Среднемесячная темпер атур а з а май+июнь+июль+август -

экстр Сумма осадков за май+июнь+июль+август

Таблица 2

Данные по расчету гидротермического коэффициента экстремальности

Год сбора Средняя температура с мая по август, °С Среднее количество вы п а в ших осадков с мая по август, мм Гидротермический коэффициент экстремальности кэкстр.

2009 14,75 80,0 0,18

2010 14,80 55,5 0,27

2011 15,65 62,5 0,25

2012 16,28 44,5 0,37

2013 14,40 85,75 0,17

2014 14,60 96,5 0,15

36

ВестникКрасГАУ 2015. №7

Анализ данных, представленных в табл. 1, подтверждает зависимость компонентного состава от года сбора, а учитывая индивидуальные для каждого года температурно-влажностные характеристики, позволяет сделать вывод о зависимости состава от метеорологических факторов места произрастания растения (рис.).

Изменение состава эфирного масла B. scorzonerifolium в зависимости от метеорологических

факторов за период эксперимента

Установлено, что с увеличением значения гидротермического коэффициента экстремальности наблюдается тенденция к уменьшению содержания монотерпенов и увеличению количества сесквитерпенов и кислородсодержащих соединений, причем соотношение последних в составе эфирного масла независимо от года сбора сырья составляет примерно 1:1.

Заключение. Сравнение динамики компонентов эфирного масла B. scorzonerifolium в течение шести лет подряд при сборе сырья в одно и то же время в одной и той же ценопопуляции показывает, что по мере возрастания экстремальности погодных условий качественный состав надземной части B. scorzonerifolium, произрастающей в Сибирском регионе, остается постоянным, что свидетельствует о высоком адаптационном потенциале растения. Увеличение содержания в эфирном масле кислородсодержащих соединений и сесквитерпенов является, по-видимому, откликом на недостаточное количество влаги в летний период.

Литература

1. Ареалы лекарственных и родственных растений СССР. - Л., 1983. - 208 с.

2. Махов А.А. Зеленая аптека. - Красноярск: Кн. изд-во, 1993. - 528 с.

3. Pharmacopoeia of the peoples Republic of China. - Guangzhou: Guangdong science and technology Press, 1992.

4. Минаева В.Г. Лекарственные растения Сибири. - Новосибирск: Изд-во СО АН СССР, 1970. -271 с.

5. Essential oil analyses of the root oils of Bupleurum species from China /X. Li, Z. He, K. Bi [et al.] // Journal of Essential oil research. - 2007. - Vol. 19. - № 3. - P. 234-238.

6. Зыкова И.Д., Ефремов А.А. Володушка козелецелистная: компонентный состав эфирного масла надземной части // Сиб. мед. журн. - 2014. - № 2. - С. 89-90.

7. Ефремов А.А., Зыкова И.Д. Компонентный состав эфирных масел хвойных растений Сибири: монография. - Красноярск: Изд-во СФУ, 2013. - 132 с.

37

Биологические науки

8. McLaffertyF.W. The Wiley. NBS Registry of Mass Spectral Data; Wiley. - London, 1989.

9. Ткачев А.В. Исследование летучих веществ растений. - Новосибирск: Наука, 2008.

10. Зыкова И.Д., Ефремов А.А. Изучение компонентного состава эфирного масла и минерального состава володушки золотистой Сибирского региона // Химия растительного сырья. - 2013. -№ 1. - С. 119-124.

УДК 551.8; 631.4 (4) О.В. Турыгина, Г.А. Демиденко

РЕКОНСТРУКЦИЯ ЭКОСИСТЕМ ПОЙМЫ СРЕДНЕГО ТЕЧЕНИЯ РЕКИ ЕНИСЕЙ

В статье представлены результаты исследований эволюции пойменных экосистем среднего течения реки Енисей. В основу реконструкции положены данные о состоянии почвенного покрова в голоцене, так как палеопочвы являются реперами в структуре экосистем.

Ключевые слова: пойма, экосистема, эволюция, реконструкция, голоцен, климатические периоды голоцена, потепление, климат, палеопочвы.

O.V. Turygina, G.A. Demidenko

RECONSTRUCTION OF THE FLOODPLAIN ECOSYSTEMS OF THE YENISEI RIVER MIDDLE

REACHES

The research results on the evolution of the floodplain ecosystems of the Yenisei River middle reaches are presented in the article. The data on the soil cover condition in the Holocene are laid in the foundation of the reconstruction as the paleo-soils are the reference points in the ecosystem structure.

Key words: floodplain, ecosystem, evolution, reconstruction, Holocene, Holocene climatic periods, warming, climate, paleo-soils.

Введение. Изменение климата, происходившее в течение геологического времени, представляет значительный экологический интерес, так как организмы должны были эволюционировать в соответствии с этими изменениями.

Климат - главный фактор, определяющий характер растительности. Как климат, так и растительность, оказывают решающее влияние на процесс почвообразования и на состав животного мира, населяющего данную местность. Существует параллелизм между концепцией почвообразования и концепцией развития экологических сообществ.

Почва - ключевой компонент наземной экосистемы, так как многие процессы, имеющее решающее значения, происходят в почве. Широко известен афоризм В.В. Докучаева: "Почва - зеркало ландшафта". Компоненты экосистемы прошлых геологических эпох находились в таких же сложных взаимодействиях, как и современные. Человек, как часть экосистемы, соизмерял свой образ жизни с изменениями условий природной среды за весь период своего существования. Палеопочвы являются реперами в состоянии экосистемы [11, 1, 12, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 13, 14, 15, 16 и др.] .

Голоценовое время - современное потепление - позволяет выполнять более точные реконструкции, так как «с приближением к современности объем палеоклиматической информации стремительно возрастает за счет временной детализации климатических событий» [9].

Цель исследований. Реконструкция экосистем поймы среднего течения реки Енисей в голоцене.

38