Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

НЕКОТОРЫЕ МОРФОЛОГО-АНАТОМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И СОСТАВ ЖИРНЫХ КИСЛОТ МАСЛА СЕМЯН ЧЕТЫРЕХ ВИДОВ РАСТЕНИЙ РОДА МАРЬЯННИК (MELAMPYRUM L. )

Скрябина Е.Н. 1 Галишевская Е.Е. 1 Агафонцева А.В. 1
1 Пермская государственная фармацевтическая академия
Проведено исследование некоторых особенностей морфолого-анатомического строения и жирнокислотного состава масла семян четырех видов растений рода Марьянник (Melampyrum): m. sylvaticum, m. pratense, m. nemorosum, m. cristatum. Макроскопический и микроскопический анализ проводили согласно рекомендациям общей фармакопейной статьи, анализ жирного масла – методом газо-жидкостной хроматографии. Установлено, что морфологическое строение семян является видоспецефичным. При исследовании анатомического строения изучали особенности строения семенной кожуры, зародыша и питательной ткани. Анатомическое строение семян не имеет значительных отличий и характерно для всего рода. В качественном составе жирного масла идентифицировано 9 жирных кислот, доминирующими являются непредельные кислоты. Среди непредельных кислот преобладают кислоты с 18 углеродными атомами – олеиновая, линолевая, линоленовая; среди предельных – пальмитиновая. Максимальное содержание жирного масла установлено в семенах M. pratense.
Марьянник (Melampyrum)
морфолого-анатомическое строение
семена
жирное масло
1. ГОСТ 30418 - 96. Масла растительные. Метод определения жирнокислотного состава.
2. Государственная фармакопея СССР: Вып. 1. Общие методы анализа / МЗ СССР. 11-е изд., доп. М.: Медицина, 1989. 399 с.
3. Дикорастущие полезные растения России / под ред. А. Л. Буданцева, Е. Е. Лесиовской. СПб.: Издательство СПХФА, 2001. С. 526.
4. Жизнь растений / под ред. А. Л. Тахтаджяна. М.: Просвещение, 1981. Т. 5, ч 2. С. 425-426.
5. Карасек Ф., Клемент Р. Введение в хромато-масс-спектрометрию: Пер. с англ. М.: Мир, 1993. 237 с., ил.
6. Куркин В. А. Фармакогнозия [Текст]: учебник для студентов фарм. вузов (фак.) / Самарский гос. мед. ун-т; [ред. Т. И. Заболоцкая]. 2-е изд., перераб. и доп. Самара: Офорт, 2007. 1239 с., ил.
7. Кучеров В. Е. Марьянник - новое лекарственное растение // Вопросы рационального использования растительных ресурсов южного Урала. Уфа, 1963. С.24-27.
8. Николаева М. Г., Гладкова В. Н. Справочник по проращиванию покоящихся семян. Л., 1985.
9. Петриченко В. М. Состав высших жирных кислот масла семян некоторых видов сем. Scrophulariaceae // Растит. ресурсы. 2006. Т.42, вып. 4. С. 49-55
10. Самылина И. А., Аносова О. Г. Фармакогнозия. Атлас: учебное пособие: в 2 т. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. Т.1. 192 с.
11. Флора СССР / ред. тома Шишкин Б. К., Бобров Е. Г. М.; Л.: Академия наук СССР, 1955. Т. ХХII. 540 с.
12. Munteanu M. Investigation of the use of Melampyrum Sp. Extract samples to assess metals contavination / C. A. Dehelean, D. Ionescu et al. // Journal of agroalimetary Processes and technologies. Romania, 2010. 16(3).
Введение

Род Марьянник (Melampyrum L.) относится к семейству Норичниковые (Scrophulariaceae Juss.), включает около 35 видов, распространенных в умеренных зонах северного полушария. Mpratense L. и Mcristatum L. являются европейско-малоазиатскими видами, Msylvaticum L. - северо- и среднеевропейско-малоазиатским видом, Mnemorosum L. - европейско-западносредиземноморским видом. Mpratense L. и Msylvaticum L. чаще всего произрастают в хвойных и смешанных лесах (бореальные виды), а Mcristatum L. и Mnemorosum 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 (Mpratense), лесного (Msylvaticum), гребенчатого (Mcristatum) и дубравного (Mnemorosum).

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 Msylvaticum, самыми мелкими - семена Mcristatum. Для семян Mnemorosum и Msylvaticum характерен большой ариллус, а максимальное соотношение ариллуса к семени наблюдается у Mnemorosum и Mcristatum.

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 Msylvaticum (26,93 %), а наименьшее - в Mpratense (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 % (Msylvaticum) до 84,9 % (Mpratense). 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 Msylvaticum, линолевой (41,70 %) - в семенах Mcristatum. В жирном масле семян Mpratense и Mnemorosum 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: 21.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074