Род Марьянник (Melampyrum L.) относится к семейству Норичниковые (Scrophulariaceae Juss.), включает около 35 видов, распространенных в умеренных зонах северного полушария. M. pratense L. и M. cristatum L. являются европейско-малоазиатскими видами, M. sylvaticum L. - северо- и среднеевропейско-малоазиатским видом, M. nemorosum L. - европейско-западносредиземноморским видом. M. pratense L. и M. sylvaticum L. чаще всего произрастают в хвойных и смешанных лесах (бореальные виды), а M. cristatum L. и M. nemorosum L. - в лиственных лесах и на болотистых лугах (неморальные виды).
Марьянники - это однолетние полупаразитные растения с коротким вегетационным периодом. Весь жизненный цикл от прорастания семян в начале мая до отмирания побегов завершается в три-четыре месяца [7, 11].
В траве марьянников в значительных количествах содержатся различные биологически активные вещества: флавоноиды, фенолкарбоновые кислоты, иридоиды, сапонины. Благодаря комплексному действию этих веществ растения рода марьянник широко используются в народной медицине при лечении заболеваний нервной и сердечно-сосудистой систем [3]. Именно поэтому марьянники являются перспективными объектами для дальнейших исследований, а также для введения в научную медицину.
Запасные питательные вещества, которые локализуются в генеративных органах растения, также вносят свой вклад в биологическую активность марьянников. Жирные кислоты участвуют в биосинтезе свободных аминокислот и, кроме того, определяют особенности биологии, типы покоя, влияют на энергию прорастания семян [6, 9].
Название Melampyrum образовано от двух греческих слов: «melas» - черный и «pyros» - пшеница, так как семена марьянников похожи на зерна пшеницы, за исключением того, что они чаще всего черного цвета [12]. Семена марьянников гладкие, эллипсовидной формы с поедаемым муравьями крупным присемянником (ариллусом) из богатых маслами паренхимных клеток. Семена по внешнему облику похожи на муравьиных куколок, что также привлекает муравьев и обеспечивает мирмекохорный способ распространения растений [4].
Цель работы
Целью нашей работы является сравнительное изучение некоторых морфолого-анатомических особенностей семян, а также жирнокислотного состава масла семян растений четырех видов Melampyrum: марьянника лугового (M. pratense), лесного (M. sylvaticum), гребенчатого (M. cristatum) и дубравного (M. nemorosum).
Материалы и методы
Объектом исследования служили семена четырех видов растений рода Марьянник, собранные в фазу плодоношения, имеющие одинаковую окраску, без видимых нарушений (табл. 1).
Таблица 1 Дата и место сбора семян
|
Вид |
Дата сбора |
Место сбора |
|
M.pratense |
июль 2009 |
Пермский край, окрестности г. Пермь
|
|
M.sylvaticum |
июль 2009 |
Костромская обл., Вохомский р-н, окрестности п. Маяк
|
|
M.cristatum |
август 2009 |
Респ. Чувашия, Ирбесинский р-н, окрестности п. Киря
|
|
M.nemorosum |
август 2009 |
Респ. Чувашия, окрестности г. Чебоксары
|
Макроскопический анализ семян проводили согласно рекомендациям общей фармакопейной статьи [2, 10].
Для изучения анатомических особенностей строения семян марьянника использовалась стандартная методика приготовления срезов семян в парафиновом блоке. Предварительно семена размягчали, помещая в воду на 1 сутки, а затем в смесь глицерин-вода-этанол (1:1:1) на 3 суток [10].
Для получения масла точную навеску семян растирали в ступке, высушивали до постоянной массы при температуре 100 - 105 °C и помещали в патроны из фильтровальной бумаги. Жирное масло экстрагировали из семян в аппарате типа «Соксклет» гексаном в течение 48 часов. Растворитель отгоняли в вакууме при температуре 45 - 50 °C, остаток выдерживали в вакуум-сушильном шкафу при 30 °C в течение 30 мин для удаления остаточных паров гексана [9].
Масло подвергали горячему метанолизу в среде абсолютного метанола [1]. Полученные метиловые эфиры жирных кислот анализировали на газовом хроматографе (ГХ) Hewlett-Packard 5890/II (США) с квадрупольным масс-спектрометром (MS) (HP MSD 5971) с ионизацией электронным ударом (70 эВ). Использовали кварцевую колонку HP-5 (5 % фенильных групп) длиной 30 м и внутренним диаметром 0,25 мм и толщиной пленки неподвижной фазы 0,25 мкм, газ-носитель гелий с постоянным потоком 1 мл/мин. Температура испарителя 250 °C, источника ионов 170 ºC, интерфейса между ГХ и MS детектора 280 °C. Температуру колонки программировали в следующем режиме: 2 мин при 100 °C, 10 °C/мин до 200 °C, 2 мин при 200 °C, 20 °C/мин до 300 °C, 2 мин при 300 °С. В инжектор вводили 1 мкл раствора, скорость сканирования 1,2 скан/с для области 45-450 а. е. м.
Жирные кислоты идентифицировали путем сравнения времен удерживания и полных масс-спектров с соответствующими данными для их метиловых эфиров из базы данных 275 (275 тыс. масс-спектров). Использовали эталонные образцы пальмитиновой, стеариновой, олеиновой, линолевой и линоленовой кислот. Содержание индивидуальных кислот вычисляли по площадям пиков, без использования градуировочных коэффициентов, с программированным автоматическим интегрированием.
Результаты и обсуждение
Семена всех видов марьянника схожи по морфологическим признакам. Форма семян эллипсовидная (личинковидная) с мясистым пирамидальным светло-коричневым или светло-желтым присемянником на конце. Поверхность семян гладкая.
При исследовании анатомического строения семян изучали следующие признаки: особенности строения семенной кожуры, форма и строение зародыша, величина и форма питательной ткани (эндосперма).
Семенная кожура образована толстостенными квадратными или прямоугольными клетками. Питательная ткань у всех марьянников представлена эндоспермом мучнистой консистенции, состоящим из продолговатых многоугольных клеток с пористыми стенками. Клетки ариллуса паренхимные, продолговато-округлые, плотно расположенные с прозрачным содержимым. Всем исследуемым видам присуще характерное строение зародыша: маленький (занимает в семени меньше половины пространства), прямой, апикальный (расположен у верхушки семени).
Исследуемые морфологические параметры представлены в таблице 2. Все измерения были обработаны статистически. По данным таблицы видно, что самыми крупными являются семена M. sylvaticum, самыми мелкими - семена M. cristatum. Для семян M. nemorosum и M. sylvaticum характерен большой ариллус, а максимальное соотношение ариллуса к семени наблюдается у M. nemorosum и M. cristatum.
Таким образом, видно, что морфологическое строение семян является видоспецифичным. Анатомическое строение семян разных видов марьянников не имеет значительных отличий и характерно для представителей всего рода.
Масло всех четырех видов имеет жидкую консистенцию и желтый цвет. Количественное содержание масла в пересчете на абсолютно сухое сырье представлены в таблице 2.
Таблица 2. Морфологическое строение и содержание жирного масла в семенах Melampyrum
|
Вид |
Масса 100 семян, г |
Цвет |
Длина, мм |
Ширина мм |
Ариллус мм |
Отношение длины ариллуса к длине семени |
Содержание масла, % |
|
M. pratense |
0,51 |
Темно-бежевый |
4,14 ± 0,09 |
1,35 ± 0,05 |
0,97± 0,02 |
0,25 ± 0,01 |
26,6 |
|
M. sylvaticum |
0,65 |
Коричневый |
5,09 ± 0,10 |
2,15 ± 0,04 |
1,11± 0,06 |
0,23 ± 0,01 |
13,3 |
|
M. cristatum |
0,23 |
Темно-коричневый |
3,58 ± 0,08 |
1,07 ± 0,02 |
1,04± 0,02 |
0,31 ± 0,01 |
16,6 |
|
M. nemoro-sum |
0,53 |
Коричневый |
4,61 ± 0,10 |
1,92 ± 0,03 |
1,45± 0,06 |
0,32 ± 0,01 |
11,1 |
Несмотря на небольшие размеры семян и ариллуса, содержание жирного масла в M. pratense значительно выше, чем в других исследуемых видах (табл. 2). В M. sylvaticum, M. cristatum, M. nemorosum количественное содержание масла сопоставимо.
В результате проведенных исследований в масле изученных видов Melampyrum идентифицировано 9 жирных кислот (табл. 3).
Суммарное содержание предельных жирных кислот варьирует от 15,10 % (M. pratense) до 30,96 % (M. sylvaticum). Среди них преобладающей является пальмитиновая кислота, наибольшее содержание которой наблюдается в M. sylvaticum (26,93 %), а наименьшее - в M. pratense (13,00 %). В следовых количествах обнаружены миристиновая и эйкозановая кислоты.
Таблица 3. Жирнокислотный состав семян растений рода Melampyrum L.
|
Кислота |
Индекс |
Содержание, % |
|||
|
M. pratense |
M. sylvaticum |
M. cristatum |
M. nemorosum |
||
|
Миристиновая |
14:0 |
0,70 |
- |
- |
- |
|
Пальмитиновая |
16:0 |
13,00 |
26,93 |
19,19 |
18,68 |
|
Пальмитолеиновая |
16:1 |
2,80 |
7,84 |
4,04 |
13,99 |
|
9,12-октадекадиеновая |
16:2 |
- |
0,20 |
0,11 |
0,27 |
|
Стеариновая |
18:0 |
0,83 |
4,03 |
3,11 |
2,11 |
|
Олеиновая |
18:1 |
23,40 |
43,47 |
19,46 |
27,07 |
|
Линолевая |
18:2 |
28,20 |
5,45 |
41,70 |
11,94 |
|
Линоленовая |
18:3 |
30,50 |
11,67 |
12,39 |
25,94 |
|
Эйкозановая |
20:0 |
0,57 |
- |
- |
- |
|
Сумма предельных кислот |
15,10 |
30,96 |
22,30 |
20,79 |
|
|
Сумма непредельных кислот |
84,90 |
69,04 |
77,70 |
72,91 |
|
Большую часть масла составляют непредельные кислоты, суммарное содержание которых варьирует от 69,04 % (M. sylvaticum) до 84,9 % (M. pratense). Из них преобладают кислоты с 18 углеродными атомами (С18) - олеиновая, линолевая и линоленовая.
С помощью достоверных образцов установлено, что времена удерживания олеиновой и линолевой кислот совпадают, и на хроматограммах они проявляются общим пиком. Для идентификации и количественного определения этих кислот использовали селективное детектирование [5] по молекулярным ионам m/z 292 (метиловый эфир линоленовой кислоты) и 296 (метиловый эфир олеиновой кислоты). По площадям пиков и молекулярных ионов находили массовое соотношение указанных кислот, которое использовали для расчета их содержания по суммарной концентрации.
Максимальное содержание олеиновой кислоты (43,47 %) отмечено в семенах M. sylvaticum, линолевой (41,70 %) - в семенах M. cristatum. В жирном масле семян M. pratense и M. nemorosum наблюдается более равномерное соотношение непредельных жирных кислот в отличие от двух других видов.
В результате проведенных исследований установлено, что непредельные жирные кислоты являются доминирующими в составе жирного масла семян марьянников. Согласно литературным данным, в семенах, где преобладают запасные питательные вещества углеводного типа и жирные масла непредельного характера, нет периода покоя или он неглубокий [9]. Это характерно для растений рода Melampyrum и подтверждается нашими, а также ранее проведенными исследованиями [8].
Рецензенты:
- Белоногова Валентина Дмитриевна, доктор фармацевтических наук, профессор, зав. кафедрой фармакогнозии с курсом ботаники, ГБОУ ВПО ПГФА Минздравсоцразвития, г. Пермь.
- Хомов Юрий Александрович, доктор фармацевтических наук, профессор, профессор кафедры фармацевтической химии ФДПО и ФЗО ГБОУ ВПО ПГФА Минздравсоцразвития, г. Пермь.
Библиографическая ссылка
Скрябина Е.Н., Галишевская Е.Е., Агафонцева А.В. НЕКОТОРЫЕ МОРФОЛОГО-АНАТОМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И СОСТАВ ЖИРНЫХ КИСЛОТ МАСЛА СЕМЯН ЧЕТЫРЕХ ВИДОВ РАСТЕНИЙ РОДА МАРЬЯННИК (MELAMPYRUM L. ) // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 5. ;URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=7042 (дата обращения: 04.11.2025).