The chemical composition of essential oil from A. Concolor growing in urban environment has been studied, 48 ingredients being identified and their content measured. The results obtained demonstrate the relationship between certain ingredients’ content and envuironment pollution by toxic elements, that can be used as an indicator of the environment condition.Исследования позволили детально рассмотреть химический состав эфирного масла пихты A. Concolor , произрастающей в условиях урбанизированной среды, идентифицировать и количественно измерить содержание 48 компонентов. Представленные результаты наглядно демонстрируют зависимость содержания отдельных компонентов в масле от степени загрязненности территории произрастания токсичными элементами и могут использоваться в качестве индикатора состояния окружающей среды

D. Vladykina S.

O. Popina A.

S. Lamotkin A.

Д. Владыкина С.

О. Попина А.

С. Ламоткин А.

O. A. Popina

D. S. Vladykina

S. A. Lamotkin

О. А. Попина

Д. С. Владыкина

С. А. Ламоткин

Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Chemical Series / Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наук

107ВЕСЦІ НАЦЫЯНАЛЬНАЙ АКАДЭМІІ НАВУК БЕЛАРУСІ № 1 2015СЕРЫЯ ХІМІЧНЫХ НАВУКУДК 655.523:677.051.122.62О. А. ПОПИнА, Д. С. ВЛАДыКИнА, С. А. ЛАМОТКИнВАРИАБЕЛЬНОСТЬ ОСНОВНЫХ КОМПОНЕНТОВ ЭФИРНОГО МАСЛА ПИХТЫ ОДНОЦВЕТНОй (ABiES ConColor), ПРОИЗРАСТАЮщЕй В УСЛОВИЯХ УРБАНИЗИРОВАННОй СРЕДЫБелорусский государственный технологический университет(Поступила в редакцию 23.09.2014)В современной пищевой, парфюмерно-косметической промышленности традиционно высок спрос на натуральные биологически активные добавки. Наиболее распространенным и доступ-ным источником природных добавок являются эфирные масла различных растений. Особое ме-сто занимают эфирные масла хвойных, обладающие высокими бактерицидными свойствами, а также используемые в качестве репеллентов и аттрактантов [1]. Повышенный интерес вызыва-ют эфирные масла, получаемые из различных видов пихт. Известно, что пихтовое масло облада-ет тонизирующим, общеукрепляющим, противовоспалительным, бактерицидным и рядом других фармацевтических свойств, что позволяет использовать его для приготовления лекарственных форм. Кроме того, эфирное масло пихты широко используется при производстве парфюмерной продукции. Пихтовое масло представляет собой смесь терпеноидных соединений, наиболее ценным из которых считается борнилацетат. Также основными компонентами имеющими практическое значение являются камфора и цинеолы. Следует отметить наличие в эфирном масле пихты кам-фена, бисаболена, камфорена, пиненов, ацетилальдегида и органических кислот [2].Почвенно-климатические условия Беларуси благоприятны для произрастания различных видов пихты. В дендрариях и ботанических садах республики представлено около 13 видов пихты [3]. Благодаря своей зимостойкости, относительной неприхотливости и устойчивости к городским условиям, наличию огромного числа разнообразных сортов, одним из наиболее успешно интродуцированным видом на большой части территории Беларуси является пихта од-ноцветная (Abies concolor). Интродукция различных видов пихты особенно актуальна, так как природная флора страны сравнительно небогата и проблемы обеспечения сырьем многих произ-водств, оздоровления и оптимизации окружающей среды просто невозможно решить без при-влечения растений из других флористических областей земного шара.Однако следует учесть, что на развитие хвойных растений оказывают влияние многие нега-тивные атмосферные факторы, что отражается на метаболизме растений, прежде всего ассими-ляционного аппарата, проявляется в морфометрических показателях и компонентном составе, т. е. хвойные деревья весьма чувствительны к изменениям окружающей среды [4].Экосистема Республики Беларусь подвержена многим видам техногенного воздействия. Одни из приоритетных экологических проблем страны – это радиоактивное загрязнение терри-тории, загрязнение атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод, деградация почв, образование и накопление отходов. Естественно, наибольшее загрязнение атмосферы наблюда-ется в промышленных районах Беларуси [5].В связи с этим цель данной работы – сравнительная оценка качественного и количественного составов эфирных масел A. concolor, произрастающих в условиях урбанизированной среды, и возможность их использования как сырьевых источников биологически активных веществ.108Объекты и методы исследования. В качестве объекта исследований были выбраны эфир-ные масла A. concolor, полученные гидродистилляцией из хвои 20–45-летних деревьев, произ-растающих на территории Беларуси с различным уровнем техногенного загрязнения.Образцы хвои пихты были отобраны на территории г. Минска и в лесоохранной зоне Минской области с различным уровнем загрязнения: в Центральном ботаническом саду (№ 1), по ул. Кижеватова (№ 2), по ул. Ванеева (№ 3), по ул. Сердича (№ 4), в парке Горького (№ 5), в пи-томнике УП Минскзеленстроя д. Бровки в 15 км от г. Минска (№ 6) и в ботаническом саду БГТУ в п. Негорелое в 50 км от г. Минска (№ 7). Средний уровень загрязнения лесов г. Минска тяжелыми металлами превышает фоновые по-казатели, наиболее это заметно у крупных автомагистралей и локальных источников эмиссий. В частности, загрязнение почв Pb (основным элементом-загрязнителем почв) в местах произрас-тания пихт снижается от образца № 1 к образцу № 5 с 57 до 32 мг/кг почвы соответственно, а для образцов № 6 и 7 составляет около 10 мг/кг [5]. В связи с этим образцы № 6 и 7 условно отнесены к «чистым» и взяты как эталонные. Качественный и количественный анализы эфирных масел A. concolor осуществляли методом газожидкостной хроматографии на хроматографе Кристалл 5000.1. Разделение компонентов осу-ществлялось с использованием кварцевой капиллярной колонки длиной 60 м с нанесенной фа-зой 100%-ным диметилсилоксаном в режиме программирования температуры. Наилучшее раз-деление компонентов достигнуто при следующих условиях: изотермический режим при 70 °С в течение 10 мин; программированный подъем температуры со скоростью 1,5 °С/мин до 160 °С с выдержкой при конечной температуре 40 мин. В целях получения статистических данных по количественному содержанию основных компонентов эфирного масла, каждый образец хрома-тографировали 3 раза.Идентификацию отдельных компонентов проводили с использованием эталонных соедине-ний, а также на основании известных литературных данных по индексам удерживания отдель-ных соединений [6]. Количественное содержание компонентов рассчитывали методом внутрен-ней нормализации по площадям пиков.По результатам количественного анализа были рассчитаны следующие метрологические ха-рактеристики: среднее квадратическое отклонение повторяемости (от 3 до 6 отн.%), среднее ква-дратическое отклонение промежуточной прецизионности (от 5 до 9 отн.%), расширенная неопре-деленность результата измерений для уровня доверительной вероятности Р = 0,95 не превышала 12 отн.%. Результаты каждой серии параллельных опытов подвергали статистической обработке с целью нахождения грубых ошибок («промахов») с использованием критерия Стьюдента. В этом случае сомнительный результат исключали из выборки [7, 8].Результаты исследований и их обсуждение. Выход эфирных масел из пихты A. concolor для исследуемых образцов изменялся от 2,7 до 5,5 % в расчете на абсолютно сухую массу рас-тительного материала, что хорошо согласуется с данными работы [9].На хроматограмме наблюдалось порядка 100 пиков. Используя эталонные соединения, было идентифицировано 48 индивидуальных веществ. В таблице приведены среднестатистические данные об основных компонентах исследуемых эфирных масел (содержание более 1 %).Как видно из таблицы, качественный состав исследуемых эфирных масел A. concolor стаби-лен. Сравнение полученных результатов с данными других работ [3] показывает, что эфирное масло A. concolor не уступает по наличию ценных компонентов эфирным маслам из других ви-дов пихт, интродуцированных в Беларуси. Вместе с тем концентрация отдельных компонентов в сравниваемых образцах различается. При переходе от незагрязненного к загрязненному участ-ку в эфирном масле хвои возрастает доля кислородсодержащих соединений, прежде всего бор-нилацетата. С увеличением техногенной нагрузки его значение изменяется от 17 до 25 %. Изменение количественного содержания данного компонента в зависимости от условий произ-растания наблюдается и у других представителей хвойных растений [10].Для более полного описания компонентного состава эфирных масел A. concolor был проана-лизирован фракционный состав. Перераспределение вклада основных компонентов в отношении к соответствующей фракции представлено на рисунке. Из данных рисунка видно, что по мере 109повышения техногенной нагрузки наблюдается закономерное снижение монотерпеновой фрак-ции, в то время как вклад кислородсодержащих соединений увеличивается. Отмечаемые резуль-таты анализа закономерны, поскольку повышение концентрации реактивных примесей способ-ствует ускорению протеканию окислительных и других превращений терпеноидов [4].Таким образом, проведенные исследования позволили детально рассмотреть химический со-став эфирного масла пихты A. concolor, произрастающей в условиях урбанизированной среды. Представленные результаты наглядно демонстрируют зависимость содержания отдельных ком-понентов в масле от степени загрязненности территории произрастания токсичными элемента-ми и могут использоваться в качестве индикатора состояния окружающей среды. Следует отме-тить, что наблюдаемые различия в химическом составе масел изученных образцов не приводят к существенному снижению их ценности в качестве сырья для промышленной переработки.Количественный состав эфирных масел A. concolorНаименование компонента Номер образца и содержание компонента, мас.%1 2 3 4 5 6 7Трициклен 1,26 1,68 1,59 1,28 1,38 1,18 1,13α–пинен 7,33 9,91 11,72 11,74 10,59 13,24 12,89Камфен 14,28 17,58 16,72 13,60 13,93 12,82 14,19β-пинен 27,95 32,22 30,14 33,64 35,10 35,93 35,54Мирцен 1,08 0,82 0,87 0,88 1,00 0,98 1,00ΔЗ-карен 0,40 0,19 0,73 0,62 1,34 0,59 0,36Лимонен 6,06 5,99 6,32 5,40 5,72 6,30 7,16Цитронеллаль 0,39 0,43 0,50 0,61 1,37 0,65 1,11Изоборнеол 0,01 0,01 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02Борнеол 1,29 0,80 0,44 1,27 1,18 1,32 1,28α-терпинеол 0,62 0,86 0,74 1,06 0,79 0,89 0,65Борнилацетат 25,38 23,40 23,17 20,26 19,11 17,53 17,48α-лонгипинен 0,79 0,06 0,23 0,07 0,30 0,12 0,01β-кариофиллен 0,58 0,23 0,29 0,30 0,36 0,34 0,31γ-гумулен 0,03 0,48 0,67 0,54 0,93 0,49 0,77γ-кадинен 0,93 0,10 0,03 0,23 0,04 0,29 0,02δ-кадинен 1,33 0,25 0,20 0,37 0,27 0,76 0,22Фракционный состав эфирного масла A. concolorЛитература1. Ткаченко К. Г. / / Вестник Удмуртского ун-та. 2011. № 1. С. 88–93.2. Селлар В. / / Энциклопедия эфирных масел. М.: ФАИР-ПРЕСС, 2005. С. 266–269.3. Шутова А. Г. и др. / / Труды БГУ. 2008. Т. 3, № 1. С. 1–16.4. Есякова О. А. и др. / / Хвойные бореальной зоны. 2008. Т. 25, № 1–2. С. 109–112.5. Логинов В. Ф. Состояние природной среды Беларуси / / Экологический бюллетень. 2011 год. Минск, 2012. С. 201–229.6. Хефтман Э. Хроматография. Практическое приложение метода. Пер. с англ. Ч. 1. М.: Мир, 1986.7. Остакин А. И. и др. Применение методов в ЭВМ. Планирование и обработка результатов эксперимента. Минск: Высшая школа, 1989.8. Пен Р. З. Статистические методы моделирования и оптимизации процессов целлюлозно-бумажного произ-водства. Красноярск: Краснояр. гос. ун-т, 1982.9. Лобанов В. В., Степень Р. А. / / Хвойные бореальной зоны. 2004. № 2. С. 148–155.10. Есякова О. А., Степень Р. А. / / Химия раст. сырья. 2010. № 4. С. 139–143.O. A. POPInA, D. S. VLADYKInA, S. A. LAMOTKInVARIABILITY OF THE MAIN COMPONENTS IN ESSENTIAL OIL OF ABiES ConColor GROwING IN URBAN ENVIRONMENTSummaryThe chemical composition of essential oil from A. Concolor growing in urban environment has been studied, 48 ingredi-ents being identified and their content measured. The results obtained demonstrate the relationship between certain ingredi-ents’ content and envuironment pollution by toxic elements, that can be used as an indicator of the environment condition.

Вариабельность основных компонентов эфирного масла пихты одноцветной ( Abies concolor), произрастающей в условиях урбанизированной среды

https://vestichem.belnauka.by/jour/article/download/104/104

Вариабельность основных компонентов эфирного масла пихты одноцветной ( Abies concolor), произрастающей в условиях урбанизированной среды

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Chemical Series / Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наук