Abstract. The purpose of the research was to study the quality of Elsholtzia stauntonii Benth. raw materials grown in the foothill zone of the Crimea. In the course of the research, we studied such indicators as the content of essential oil and other types of biologically active substances (BAS), which allow using elsholtzia as an essential oil, food, or medicinal raw materials. Research methods. Determination of the quality of E. stauntonii raw materials was carried out according to generally accepted methods. Results. Peculiarities of the accumulation of essential oil in various organs of E. stauntonii were determined. The variability of the mass fraction of essential oil, its component composition and BAS depending on the plant’s growth stage is shown. We found that the main oil-synthesizing organs of E. stauntonii are leaves and inflorescences. The largest amount of essential oil (1.82 %) was obtained from inflorescences. In the fractional composition of raw materials, they amounted to 45.6 %. The maximum amount of essential oil with the dominant components (rosefuran and rosefuran epoxide) accumulated in plants during the phase of mass flowering (1.48 % in terms of absolutely dry weight). The highest content of BAS, namely phenolic compounds, accumulated in the stage of active growth of vegetative and the formation of generative organs of plants (regrowth and bud formation); extractives – in the stage of regrowth. During two years of storage of air-dry raw materials, there is a loss of essential oil as a result of its evaporation (54.0 %) and a change in its component composition (an increase in monoterpene derivatives of furan by 26.6 % and a decrease in sesquiterpene hydrocarbons by 23.5 %). To store air-dry raw materials of E. stauntonii for more than two years is not, however, reasonable because of significant losses of essential oil. Scientific novelty. The quality of raw materials of E. stauntonii variety Rozovoe oblako, which was grown in the foothill zone of the Crimea, was studied for the first time. Raw materials and essential oil of E. stauntonii have a broad spectrum of biological activity and can be used in medicine, as well as in essential oil and food industries.
Elsholtzia stauntonii Benth., raw materials, essential oil, biologically active substances, shelf life.
Постановка проблемы (Introduction)
Эльсгольция Стаунтона (Elsholtzia stauntonii Benth.) – многолетний полукустарник семейства Lamiaceae, распространен в Восточной и Центральной Индии, Китае, Монголии, Японии, Индокитае, Западной Европе, Молдове, Украине, Закавказье, Краснодарском крае и в Крыму. В качестве дикорастущего растения встречается на Дальнем Востоке и в Сибири.
В условиях предгорного Крыма в культуре растения достигают высоты 85–103 см. Главный корень стержневой с боковыми ответвлениями, листья крупные, супротивные, удлиненно-овальные, с городчатыми краями (опадают в конце вегетации). Соцветия – полителический колосовидный тирс длиной 10–15 см, цветки мелкие, обоеполые, симметричные. Плод – орешек [1, с. 170–171]. Вегетация растений обычно начинается в конце марта. Активный рост растений наблюдается во второй половине июня – июле. В конце августа в верхней части главного побега появляются боковые побеги и формируются соцветия. Массовое цветение растений наступает в первой декаде сентября, в конце сентября – октябре образуются плоды Общий вид растений E. stauntonii, произрастающих на интродукционно-селекционном питомнике эфиромасличных и лекарственных растений (Крым, Белогорский район, с. Крымская Роза), представлен на рис. 1.
Рис. 1. Общий вид растений E. stauntonii
Fig. 1. Plants of E. stauntonii
Наземная часть растений используется как эфиромасличное, пряно-ароматическое сырье и в народной медицине для лечения неврозов сердца, сердечной недостаточности, желудочно-кишечных заболеваний, респираторных инфекций и онкологий. По литературным данным, химический состав растений эльсгольции Стаунтона обширен и включает более 50 соединений, а именно флавоноиды, кумарины, лигнаноиды, тритерпеноиды, стероиды, алкалоиды, органические кислоты (в том числе розмариновую), дубильные вещества, витамины, аминокислоты, жирные кислоты, кумарины и эфирное масло [2, с. 51–57; 3, с. 233–235]. Сырье, эфирное масло и водно-спиртовые экстракты эльсгольции Стаунтона обладает широким спектром биологической активности: антимикробным, антивирусным, антифунгальным, противовоспалительным, антиоксидантным, диуретическим действиями [4, с. 806–813], [5, с. 407–412], [6, с. 553–554].
Фитохимия этого растения, выращиваемого в различных природно-климатических условиях России, исследована недостаточно [7, с. 87–92], [8, с. 239–244]. В Крыму изучение эльсгольции Стаунтона было проведено в различных агроклиматических районах [9, с. 90–94], [10], [11, с. 25–26]. Однако в предгорной зоне Крыма для растений эльсгольции Стаунтона не изучены вопросы накопления биологически активных веществ, в том числе и эфирных масел по фазам вегетации и органам растений. Отсутствуют литературные данные о влиянии условий и сроков хранения высушенного сырья на содержание и качество эфирного мала и других видов БАВ.
Цель исследований – изучить качество сырья E. stauntonii Benth. (выращенного в предгорной зоне Крыма) по содержанию эфирного масла и других видов БАВ для комплексного применения в качестве эфиромасличного, пищевого и лекарственного растения.
Эти районы отличаются как по почвенным условиям, так и по климатическим показателям. Сравнивали растения, в корневой зоне которых поддерживался постоянный режим влажности почвы (70–80 % от наименьшей влагоемкости) со дня их посадки с контрольными растениями при естественном увлажнении.
Методология и методы исследований (Methods)
Исследования проводились с 2017 по 2019 гг. в отделе переработки и стандартизации эфиромасличного сырья ФГБУН «Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма». Материалом исследований служило свежеубранное и воздушно-сухое сырье E. stauntonii сорта Розовое облако [12, с. 260], выращенное на суходоле в с. Крымская Роза Белогорского района Республики Крым. Территория относится к одному из 5 агроклиматических районов Крыма – четвертому, верхнему, предгорному, теплому, недостаточно влажному; подрайон северный с умеренно мягкой зимой. Климат района исследований умеренно континентальный. Максимальная температура воздуха составляет 37 °С; минимальная – минус 24 °С. Годовая сумма осадков колеблется в пределах от 293 мм до 986 мм, из них 59 % ливневых. В годы исследований количество осадков в период вегетации в среднем составляло 520 мм. Гидротермический коэффициент в среднем был равен 0,90, что свидетельствует об умеренно-засушливом характере агроклиматических условий в период вегетации.
Качественные характеристики свежеубранного и воздушно-сухого сырья (влажность, содержание экстрактивных веществ, эфирного масла, общих фенольных соединений, фенолкарбоновых кислот и флавоноидов, дубильных веществ) определяли по общепринятым методикам.
Компонентный состав эфирного масла эльсгольции Стаунтона определяли методом газовой хроматографии на приборе «Кристалл 2000М» сразу после его извлечения из сырья. Для идентификации и полного разделения основных компонентов эфирного масла были подобраны следующие условия хроматографирования: колонка капиллярная кварцевая длиной 60 м с внутренним диаметром 0,32 мм, неподвижная фаза CR-WAXms (полиэтиленгликоль в золь-гель матрице). Температура термостата колонки программировалась в следующем режиме: 80 °С продолжительностью 1 мин., далее программирование со скоростью 5 С/мин до 220 °С. Давление на входе в колонку было 100 кПа, далее со скоростью 0,20 кПа/мин до 120,0 кПа, деление потока газа-носителя – 1/70. Газ-носитель – азот.
Идентификацию основных компонентов эфирного масла эльсгольции Стаунтона проводили путем сравнения времени удерживания пиков стандартных веществ, массовую долю которых определяли методом нормализации, основанном на расчете отношения параметра пика данного компонента к сумме параметров всех компонентов. Повторность определения содержания БАВ в сырье трехкратная. Математическую обработку данных исследований проводили с использованием статистических методов.
Результаты исследования (Results)
В настоящее время нет однозначного ответа на ряд вопросов, которые стоят перед учеными и практиками, занимающимися изучением эфиромасличных растений, их выращиванием и переработкой. Это обусловлено, прежде всего, тем, что состав эфирных масел и других БАВ в растениях под влиянием различных факторов может существенно изменяться. На содержание и компонентный состав БАВ влияют различные абиотические и биотические факторы региона выращивания эфироносов (температура воздуха, осадки, освещенность, состав почвы, болезни и вредители растений), а также фаза онтогенеза растений, способ переработки сырья, условия его сушки и хранения.
Одним из вопросов, стоящих при изучении эфиромасличных растений, является исследование динамики накопления эфирных масел в течение вегетационного периода. Литературные данные по накоплению эфирных масел в растениях подтверждают, что его содержание значительно изменяется в процессе онтогенеза. Для многих видов эфиромасличных растений различных семейств установлена видоспецифичность по показателю содержания эфирного масла [13, с. 72–75].
Знание динамики накопления эфирного масла, изменения его химического состава в процессе развития растения дает возможность установить оптимальные сроки уборки сырья с наибольшим выходом и характерным качеством эфирного масла.
Структурный анализ растений E. stauntonii, выращенных в предгорной зоне Крыма, показал, что надземная часть растений состоит из следующих фракций: листья (26,1−55,6 %), стебли (23,1−44,4 %) и соцветия (19,8−45,6 %). Соотношение фракций по фазам вегетации меняется. Так, фракция «листья» уменьшается к концу фазы цветения в 2,1 раза от 55,6 % в фазу отрастания до 26,1 % в фазу окончания цветения вследствие их засыхания и опадания (таблица 1).
Исследованиями установлено, что содержание эфирного масла в растениях колебалось в течение вегетационного периода в среднем от 0,59 % до 1,48 % на абсолютно сухую массу (на а. с. м.).
Таблица 1
Динамика накопления эфирного масла в различных органах растений E. stauntonii по фазам вегетации, 2017–2019 гг.
|
Фаза вегетации растений |
Органы растений |
Фракционный состав, % |
Массовая доля, % m/m |
||
|
Влаги |
Эфирного масла (на а. с. м.) |
||||
|
Отрастание |
Листья |
55,6 ± 3,8 |
74,3 ± 0,5 |
0,73 ± 0,03 |
|
|
Стебли |
44,4 ± 2,6 |
72,0 ± 0,5 |
Следы |
||
|
Целое |
100,0 ± 0,0 |
74,1 ± 0,5 |
0,59 ± 0,03 |
||
|
Бутонизация |
Листья |
51,9 ± 3,5 |
67,3 ± 0,4 |
0,86 ± 0,04 |
|
|
Стебли |
28,3 ± 2,3 |
60,5 ± 0,3 |
Следы |
||
|
Соцветия |
19,8 ± 0,8 |
68,8 ± 0,4 |
1,19 ± 0,05 |
||
|
Целое |
100,0 ± 0,0 |
65,9 ± 0,4 |
0,87 ± 0,04 |
||
|
Начало цветения |
Листья |
48,8 ± 3,6 |
65,4 ± 0,4 |
0,99 ± 0,05 |
|
|
Стебли |
24,5 ± 2,5 |
54,8 ± 0,3 |
Следы |
||
|
Соцветия |
26,7 ± 2,0 |
66,5 ± 0,4 |
1,38 ± 0,06 |
||
|
Целое |
100,0 ± 0,0 |
65,3 ± 0,4 |
1,05 ± 0,06 |
||
|
Массовое цветение |
Листья |
31,3 ± 3,0 |
61,8 ± 0,4 |
1,11 ± 0,06 |
|
|
Стебли |
23,1 ± 2,2 |
52,5 ± 0,3 |
Следы |
||
|
Соцветия |
45,6 ± 4,0 |
70,5 ± 0,5 |
1,82 ± 0,07 |
||
|
Целое |
100,0 ± 0,0 |
65,0 ± 0,4 |
1,48 ± 0,06 |
||
|
Окончание цветения |
Листья |
26,1 ± 2,5 |
60,0 ± 0,4 |
0,55 ± 0,04 |
|
|
Стебли |
29,0 ± 3,0 |
46,2 ± 0,3 |
Следы |
||
|
Соцветия |
44,9 ± 3,4 |
65,7 ± 0,4 |
1,16 ± 0,05 |
||
|
Целое |
100,0 ± 0,0 |
56,8 ± 0,4 |
1,09 ± 0,04 |
||
|
НСР05 (целое растение) |
|
|
|
0,20 |
|
|
НСР05 (листья) |
|
|
|
0,09 |
|
|
НСР05 (соцветия) |
|
|
|
0,15 |
|
Table 1
The dynamics of the accumulation of essential oil in various organs of E. stauntonii depending on the growth stage, 2017–2019
|
Plant growth stage |
Plant organs |
Fractional composition, % |
Mass fraction, % m/m |
||
|
Moisture |
Essential oil (in terms of absolutely dry weight) |
||||
|
Regrowth |
Leaves |
55.6 ± 3.8 |
74.3 ± 0.5 |
0.73 ± 0.03 |
|
|
Stems |
44.4 ± 2.6 |
72.0 ± 0.5 |
Traces |
||
|
Whole plant |
100.0 ± 0.0 |
74.1 ± 0.5 |
0.59 ± 0.03 |
||
|
Bud formation |
Leaves |
51.9 ± 3.5 |
67.3 ± 0.4 |
0.86 ± 0.04 |
|
|
Stems |
28.3 ± 2.3 |
60.5 ± 0.3 |
Traces |
||
|
Inflorescences |
19.8 ± 0.8 |
68.8 ± 0.4 |
1.19 ± 0.05 |
||
|
Whole plant |
100.0 ± 0.0 |
65.9 ± 0.4 |
0.87 ± 0.04 |
||
|
Early flowering |
Leaves |
48,8 ± 3,6 |
65.4 ± 0.4 |
0.99 ± 0.05 |
|
|
Stems |
24.5 ± 2.5 |
54.8 ± 0.3 |
Traces |
||
|
Inflorescences |
26.7 ± 2.0 |
66.5 ± 0.4 |
1.38 ± 0.06 |
||
|
Whole plant |
100.0 ± 0.0 |
65.3 ± 0.4 |
1.05 ± 0.06 |
||
|
Mass flowering |
Leaves |
31.3 ± 3.0 |
61.8 ± 0.4 |
1.11 ± 0.06 |
|
|
Stems |
23.1 ± 2.2 |
52.5 ± 0.3 |
Traces |
||
|
Inflorescences |
45.6 ± 4.0 |
70.5 ± 0.5 |
1.82 ± 0.07 |
||
|
Whole plant |
100.0 ± 0.0 |
65.0 ± 0.4 |
1.48 ± 0.06 |
||
|
End of flowering |
Leaves |
26.1 ± 2.5 |
6.0 ± 0.4 |
0.55 ± 0.04 |
|
|
Stems |
29.0 ± 3.0 |
46.2 ± 0.3 |
Traces |
||
|
Inflorescences |
44.9 ± 3.4 |
65.7 ± 0.4 |
1.16 ± 0.05 |
||
|
Whole plant |
100.0 ± 0.0 |
56.8 ± 0.4 |
1.09 ± 0.04 |
||
|
LSD05 (whole plant) |
|
|
|
0.20 |
|
|
LSD05 (leaves) |
|
|
|
0.09 |
|
|
LSD05 (inflorescences) |
|
|
|
0.15 |
|
В целых растениях максимальное содержание эфирного масла было отмечено в фазу массового цветения и составило 1,48 % на а. с. м. В эту же фазу в соцветиях и листьях также был отмечен максимум содержания эфирного масла: 1,82 % и 1,11 % соответственно. В сырье E. stauntonii стебли являлись балластом, так как не содержали эфирного масла.
Методом газожидкостной хроматографии был определен компонентный состав эфирного масла E. stauntonii по органам растений и фазам вегетации. Результаты исследований представлены в таблице 2.
Таблица 2
Химический состав эфирного масла E. stauntonii в различных органах
растений по фазам вегетации (%), 2017–2019 гг.
|
Фаза вегетации растений |
Органы растений |
Терпеновые углеводороды (моно/сескви) |
Монотерпеновые производные фурана |
Терпеновые спирты |
|
|
Всего |
Розфуран/розфуранэпоксид |
||||
|
Отрастание |
Листья |
2,48/5,13 |
74,91 |
38,48/36,43 |
3,23 |
|
Целое |
0,97/4,26 |
65,61 |
35,47/30,14 |
0,98 |
|
|
Бутонизация |
Листья |
1,68/4,56 |
73,50 |
40,00/33,50 |
5,61 |
|
Соцветия |
2,18/6,20 |
66,76 |
40,31/26,45 |
7,59 |
|
|
Целое |
2,13/4,57 |
72,06 |
42,12/29,94 |
6,59 |
|
|
Начало цветения |
Листья |
3,15/8,02 |
70,43 |
57,00/13,43 |
4,86 |
|
Соцветия |
1,71/7,76 |
75,92 |
51,20/24,72 |
3,17 |
|
|
Целое |
3,04/7,18 |
72,08 |
48,82/23,26 |
3,44 |
|
|
Массовое цветение |
Листья |
2,58/6,80 |
68,87 |
54,49/14,38 |
2,69 |
|
Соцветия |
3,12/2,44 |
75,16 |
47,88/27,28 |
4,25 |
|
|
Целое |
2,67/2,89 |
70,95 |
47,42/23,23 |
3,24 |
|
|
Окончание цветения |
Листья |
3,50/6,01 |
60,26 |
47,72/12,54 |
3,01 |
|
Соцветия |
2,65/5,68 |
71,66 |
44,89/26,77 |
2,31 |
|
|
Целое |
3,10/5,93 |
68,73 |
49,17/19,56 |
2,86 |
|
Table 2
Chemical composition of E. stauntonii essential oil obtained from various organs
depending on the growth stage (%), 2017–2019
|
Plant growth stage |
Plant organs |
Terpene hydrocarbons (monoterpenes/ sesquiterpenes) |
Furan monoterpene derivatives |
Terpene alcohols |
|
|
Total |
Rosefuran/rosefuranepoxide |
||||
|
Regrowth |
Leaves |
2.48/5.13 |
74.91 |
38.48/36.43 |
3.23 |
|
Whole plant |
0.97/4.26 |
65.61 |
35.47/30.14 |
0.98 |
|
|
Bud formation |
Leaves |
1.68/4.56 |
73.50 |
40.00/33.50 |
5.61 |
|
Inflorescences |
2.18/6.20 |
66.76 |
40.31/26.45 |
7.59 |
|
|
Whole plant |
2.13/4.57 |
72.06 |
42.12/29.94 |
6.59 |
|
|
Early flowering |
Leaves |
3.15/8.02 |
70.43 |
57.00/13.43 |
4.86 |
|
Inflorescences |
1.71/7.76 |
75.92 |
51.20/24.72 |
3.17 |
|
|
Whole plant |
3.04/7.18 |
72.08 |
48.82/23.26 |
3.44 |
|
|
Mass flowering |
Leaves |
2.58/6.80 |
68.87 |
54.49/14.38 |
2.69 |
|
Inflorescences |
3.12/2.44 |
75.16 |
47.88/27.28 |
4.25 |
|
|
Whole plant |
2.67/2.89 |
70.95 |
47.42/23.23 |
3.24 |
|
|
End of flowering |
Leaves |
3.50/6.01 |
60.26 |
47.72/12.54 |
3.01 |
|
Inflorescences |
2.65/5.68 |
71.66 |
44.89/26.77 |
2.31 |
|
|
Whole plant |
3.10/5.93 |
68.73 |
49.17/19.56 |
2.86 |
|
Эфирное масло E. stauntonii содержало 43 компонента, из них идентифицирован 31. По массовой доле в эфирном масле эльсгольции Стаунтона преобладали монотерпеновые производные фурана (розфуран и его оксид – розфуранэпоксид), которые являются кислородсодержащими гетероциклическими соединениями. Сумма их в целом растении в течение вегетации варьировала незначительно от 65,61 % до 72,08 %. Благодаря высокой доле этих компонентов эфирное масло E. stauntonii проявляет антибактериальную активность по отношению к патогенным микроорганизмам: Staphelococcus aureus, Bactericum mesentericus, Escherichia coli, Proteus vulgaris и Pseudomonas auruginosa [6, с. 553–554, [4, с. 806–813]. Антибактериальная активность эфирного масла приобретает особое значение в связи с использованием его в качестве ароматизатора для пищевых продуктов.
В эфирном масле также содержатся терпеновые спирты (β-спатуленол, кариофилленол и линалоол), массовая доля которых колебалась в пределах от 0,98 % до 6,59 %, а также терпеновые углеводороды: монотерпены (α-пинен, β-пинен, камфен, сабинен, γ-терпинен) и сесквитерпены (β-кариофиллен, α-гумулен и гермакрен D) содержание которых составило соответственно 0,97−3,10 % и 2,44−8,02 %.
Типичная хроматограмма эфирного масла E. stauntonii полученного из свежеубранного сырья в фазу массового цветения представлена на рис. 2.
1 ‒ октен-3-ол; 2 ‒ октанон-3; 3 ‒ пара-цимен; 4 ‒ сабинен; 5 ‒ розфуран; 6 ‒ камфен; 7 ‒ линалоол; 8 ‒ γ-терпинен; 9 ‒ камфора; 10 ‒ ацетофенон; 11 ‒ артемизиякетон; 12 ‒ β-кариофиллен; 13 ‒ розфуранэпоксид; 14 ‒ α-хумулен; 15 ‒ пиран; 16 ‒ терпинен 1-ол; 18 ‒ эвгенол; 19 ‒ α-гумулен; 26 ‒ гермакрен D; 28 ‒ кариофилленоксид; 29 ‒ спатуленол; 30 ‒ артемизия кетон; 31 ‒ гумуленэпоксид
Рис. 2. Хроматограмма эфирного масла E. stauntonii на полярной капиллярной колонке в фазу массового цветения, 2018 г.
1 ‒ okten-3-ol; 2 ‒ oktanon-3; 3 ‒ para-cymene; 4 ‒ sabinene; 5 ‒ rosefuran; 6 ‒ camphene; 7 ‒ linalool; 8 ‒ γ-terpinene; 9 ‒ camphora; 10 ‒ acetophenone; 11 ‒ artemisia ketone; 12 ‒ β-caryophyllene; 13 ‒ rosefuran epoxide; 14 ‒ α- humulene; 15 ‒ pyran; 16 ‒ terpinen 1-ol; 18 ‒ eugenol; 19 ‒ α-humulene; 26 ‒ germacrene D; 28 ‒ caryophyllene oxide; 29 ‒ spathulenol; 30 ‒ artemisia ketone; 31 ‒ humulene epoxide
Fig. 2. Chromatogram of E. stauntonii essential oil on a polar capillary column in the stage of mass flowering, 2018
Отмечено, что в предгорной зоне Крыма все органы растений E. stauntonii синтезировали одинаковый набор терпеновых соединений, однако в различном количественном соотношении. Так, например, в листьях в фазы начала и массового цветения синтезируется розфуран на уровне 54,49–57,00 %, а розфуранэпоксида – на уровне 13,43–14,38 % а у соцветий в эти фазы соответственно 47,88–51,20 % и 24,72–27,28 %. Наблюдается увеличение содержания в эфирном масле E. stauntonii основного компонента розфурана и уменьшение его производного розфуранэпоксида в фазу цветения по сравнению с фазами отрастания и бутонизации. Про этом улучшаются органолептические показатели качества эфирного масла. Неодинаковый компонентный состав эфирного масла, полученного из различных органов растений, отмечен и у других видов рода эльсгольция [14, с. 625, с. 629–633].
Данные по компонентному составу эфирного масла E. stauntonii согласуются с литературными данными и характеристиками сорта Розовое облако, выращиваемого в разных агроклиматических районах Крыма [11, с. 25–26], [15, с. 172–176], [16, с. 36–38].
Эфирное масло E. stauntonii, полученное способом гидродистилляции, представляло собой легкоподвижную прозрачную жидкость желто-оранжевого цвета. По запаху эфирное масло относится к фруктово-бальзамическому типу с нотами сухофруктов. Относительная плотность эфирного масла была на уровне 0,901–0,906, а показатель преломления – 1,4980–1,4985. Эфирное масло после 2 месяцев хранения при температуре от + 3 °С до +7 °С загустело и приобрело коричневатую окраску, что объясняется большим содержанием в эфирном масле производных фурана, склонных к полимеризации и осмолению.
С целью оценки сырья E. stauntonii в качестве лекарственного было проведено определение содержания биологически активных веществ в воздушно-сухом сырье, убранном в разные фазы вегетации в 2017–2019 гг. Установлено, что количество экстрактивных веществ, извлекаемых 70 % водно-спиртовым раствором из воздушно-сухого сырья, находилось в пределах от 28,40 до 33,87 % на а. с. м.
Массовая доля общих фенольных соединений в течение вегетационного периода колебалась от 6,13 до 7,55 %, в т. ч. суммы флавоноидов и фенолкарбоновых кислот 4,27−6,35 %, дубильных веществ 0,69−2,41 % (рис. 3). Отмечено, что наибольшее количество фенольных соединений синтезировалось в период активного роста растений и формирования генеративных органов, а экстрактивных веществ – в фазу отрастания. Максимальное содержание дубильных веществ также отмечено в фазу отрастания (2,41 %).
Рис. 3. Биохимические показатели качества воздушно-сухого сырья E. stauntonii по фазам вегетации растений, среднее за 2017–2019 гг.
Fig. 3. Biochemical indicators of the quality of air-dry raw materials of E. stauntonii depending on the growth stage, average for 2017–2019
При изучении влияния продолжительности хранения воздушно сухого сырья E. stauntonii в течение двух лет на содержание и химический состав эфирного масла установлено, что за этот период произошла потеря эфирного масла от 33,9 (сырье, убранное в фазу отрастания) до 53,7 % (сырье, убранное в фазу окончания цветения). Изменился и качественный состав эфирного масла: уменьшилось содержание терпеновых спиртов на 1,6–4,1 %, сесквитерпеновых углеводородов – на 17,4–23,5 %, увеличилось содержание монотерпеновых производных фурана на 9,3–26,6 %.
Обсуждение и выводы (Discussion and Conclusion)
Проведенные исследования показали, что предгорная зона Крыма наряду с Центральным равнинно-степным и Центральным южнобережным районами Крыма является благоприятной для выращивания растений эльсгольции. Растения проходят все фазы вегетации – с апреля по октябрь. Продуктивность растений сорта Розовое облако составляла в среднем за годы исследований 1,53 кг/м2.
В результате проведенных исследований определены особенности накопления эфирного масла в различных органах растения E. stauntonii в разные фазы вегетации, показана вариабельность массовой доли эфирного масла, его компонентного состава и БАВ (экстрактивные вещества, общие фенольные соединения, сумма флавоноидов и фенолкарбоновых кислот, дубильные вещества).
Установлено, что основными маслосинтезирующими органами растений эльсгольции являются листья и соцветия. Наибольшее количество эфирного масла было получено из соцветий E. stauntonii – 1,82 %, которые во фракционном составе сырья составили 45,6 %. Максимальное количество эфирного масла характерного качества накапливалось в растениях в фазу массового цветения (1,48 % на а. с. м.). Доминантными компонентами эфирного масла являлись монотерпеновые производные фурана: розфуран и розфуранэпоксид.
В качестве технического сырья следует использовать верхнюю облиственную часть годичного прироста растений с соцветиями, убранную в фазу массового цветения.
Самый высокий уровень содержания фенольных соединений отмечен в фазы активного роста вегетативных и формирования генеративных органов растений (отрастание и бутонизация); экстрактивных и дубильных веществ – в фазу отрастания.
Определено, что в процессе хранения воздушно-сухого сырья эльсгольции Стаунтона в течение двух лет происходят потери эфирного масла в результате его испарения (54,0 %) и изменение его компонентного состава (увеличение монотерпеновых производных фурана на 26,6 % и уменьшение сесквитерпеновых углеводородов на 23,5 %). Следовательно, хранить воздушно-сухое сырье данной культуры более двух лет нецелесообразно из-за существенных потерь эфирного масла.
Таким образом, сырье и эфирное масло E. stauntonii, выращиваемой в предгорной зоне Крыма, обладают широким спектром биологической активности и могут применяться в эфиромасличном и пищевом производствах, в медицине. Исследования предполагается продолжить с целью изучения практического применения различных групп БАВ E. stauntonii в виде биодобавок в пищевой индустрии, медицине, фармации и ветеринарии.
1. Marko N. V., Logvinenko L. A., Shevchuk O. M., Fes'kov S. A. Annotirovannyy katalog aromaticheskih i lekarstvennyh rasteniy kollekcii Nikitskogo botanicheskogo sada. Simferopol': IT «ARIAL», 2018. S. 170–171.
2. Zocenko L. O., Curkan O. O. Amіnokislotniy sklad nadzemnih organіv Elsholtzia Stauntonii Benth. // Zbіrnik naukovih prac' spіvrobіtnikіv NMAPO іm. P. L. Shupika. 2017. Vip. 28. S. 51–57.
3. Pashteckiy V. S., Nevkrytaya N. V., Mishnev A. V., Nazarenko L. G. Efiromaslichnaya otrasl' Kryma. Vchera, segodnya, zavtra: 2-e izd., dop. Simferopol': IT «ARIAL», 2018. S. 233–235.
4. Barua C. C., Yasmin N., Buragohain L. Elsholtzia communis: A Review of its Traditional Uses, Pharmacological Activity and Phytochemical Compounds // EC Pharmacology and Toxicology, 2018. Vol. 6. Iss. 9. Rr. 806–813.
5. Kuzmin O., Kucherenko V., Sylka I., Isaienko V., Furmanova Yu., Pavliuchenko O., Hubenia V. Antioxidant capacity of alcoholic beverages based on infusions from non-traditional spicy-aromatic vegetable raw materials // Ukrainian Food Journal. 2020. Vol. 9. Iss. 2. Pp. 407–412.
6. Phetsang S., Panyakaew Ju., Wangkarn S., Chandet N., Inta A., Kittiwachana S., Pyne S. G, Mungkornasawakul P.Chemical diversity and anti-acne inducing bacterial potentials of essential oils from selected Elsholtzia species // Natural Product Research. 2019. No. 33 (4). Rr. 553–554.
7. Savchenko O. M., Babenko L. V. Aspekty vyraschivaniya el'sgol'cii Stauntona (Elsholtzia Stauntonii Benth.) v usloviyah Podmoskov'ya // Sovremennye tendencii razvitiya tehnologiy zdorov'esberezheniya: sbornik trudov Sed'moy nauchnoy konferencii s mezhdunarodnym uchastiem. Moskva, 2019. S. 87–92
8. Gagieva L. Ch., Zubareva N. N. Biohimicheskiy sostav el'sgol'cii resnitchatoy (Elsholtzia ciliata L.) s uchetom vysotnoy differenciacii // Izvestiya Gorskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2016. T. 53. Ch. 4. S. 239–244.
9. Orel T. I. Kul'tivirovanie el'sgol'cii Stauntona v raznyh agroklimaticheskih rayonah Kryma pri oroshenii // Sbornik nauchnyh trudov GNBS. 2018. T. 146. S. 90–94.
10. Orel T. I., Hlypenko L. A. Kotovnik limonnyy i el'sgol'ciya Stauntona v usloviyah Kryma pri oroshenii [Elektronnyy resurs] // Universum: himiya i biologiya: elektron. nauchnyy zhurnal, 2015. № 9-10 (17). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/2619 (data obrascheniya: 16.10.2020).
11. Hlypenko L. A., Orel T. I. Komponentnyy sostav efirnogo masla Elsholtzia Stauntonii sorta Rozovoe oblako // Byulleten' GNBS. 2016. Vyp. 118. S. 25–26.
12. Plugatar' Yu. V., Shevchuk O. M., Hlypenko L. A., Logvinenko L. A. Vidy i sorta efiromaslichnyh i lekarstvennyh rasteniy dlya razvitiya agropromyshlennogo kompleksa Kryma // Problemy i perspektivy innovacionnogo razvitiya ekonomiki. Innovacionnye napravleniya otraslevogo i territorial'nogo razvitiya APK: materialy XXII mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferencii. Yalta, 2017. S. 260.
13. Nevkrytaya N. V., Mishnev A. V. Aktual'nye napravleniya biohimicheskih issledovaniy efiromaslichnyh rasteniy (obzor). Ch. 2. Analiz soderzhaniya i komponentnogo sostava efirnogo masla v rasteniyah dlya celey selekcii i semenovodstva // Tavricheskiy vestnik agrarnoy nauki. 2019. № 1 (17). S. 72–75.
14. Wang X., Gong L., Jiang H. Study on the Difference between Volatile Constituents of the Different Parts from Elsholtzia ciliata by SHS-GC-MS // American Journal of Analytical Chemistry. 2017. Vol. 8. No. 10. Rr. 625–635.
15. Hlypenko L. A., Dunaevskaya E. V., Orel T. I. El'sgol'ciya – cennoe lekarstvennoe rastenie // Biologicheskie osobennosti lekarstvennyh i aromaticheskih rasteniy i ih rol' v medicine: sbornik nauchnyh trudov mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferencii, posvyaschennoy 85-letiyu VILAR. Moskva, 2016. S. 172–176.
16. Logvinenko L. A., Hlypenko L. A., Marko N. V. Aromaticheskie rasteniya semeystva Lamiaceae dlya fitoterapii // Farmaciya i farmakologiya. 2016. № 4 (4). S. 36–38.
