ЛИПИДЫ СЕМЯН Lindelofia macrostyla BUNGE

АННОТАЦИЯ

Изучены липиды семян Lindelofia macrostyla сем. Boraginaceae, произрастающего в Узбекистане. Установлены содержание и состав нейтральных липидов (НЛ), полярных липидов (ПЛ), липофильных веществ (ЛВ) и жирных кислот (ЖК).Содержание НЛ семян составило 16.07%, содержание ПЛ - 1.86%, в составе которых доминируют гликолипиды (ГЛ) - 1.11%. В составе НЛ были идентифицированы триацилглицериды (основные), кроме них присутствовали ненасыщенные углеводороды, эфиры циклических спиртов с жирными кислотами, свободные ЖК, фитостеролы и тритерпенолы. ГЛ включали следующий ряд компонентов: стеролгликозиды > эфиры стеролгликозидов > дигалактозилдиглицериды ≥ моногалактозилдиглицериды. Состав фосфолипидов (ФЛ) был следующий: фосфатидилхолины > фосфатидилинозиты > фосфатидилэтаноламины > фосфатидная кислота и N-ацил фосфатидилэтаноламины. Определен жирнокислотный состав исследуемых групп липидов. Доля эссенциальных жирных кислот составляет 37.91 % в НЛ; 20.2 % в ГЛ и 39.4 % в ФЛ. В жирнокислотном составе трех групп липидов (НЛ, ГЛ, ФЛ) присутствуют полиеновые жирные кислоты класса ω3 и ω6.

ABSTRACT

Lipids of the seeds of Lindelofia macrostyla (family Boraginaceae), growing in Uzbekistan, were studied. The content and composition of neutral lipids (NL), polar lipids (PL), lipophilic substances (LS), and fatty acids (FA) were determined. The content of NL in the seeds was 16.07%, while the content of PL was 1.86%, with glycolipids (GL) predominating at 1.11%. Triacylglycerides (the main ones) were identified in the NL composition, along with unsaturated hydrocarbons, cyclic alcohol esters with fatty acids, free fatty acids, phytosterols, and triterpenols. The GL included the following series of components: sterol glycosides > sterol glycoside esters > digalactosyl diglycerides ≥ monogalactosyl diglycerides. The composition of phospholipids (PhL) was as follows: phosphatidylcholines > phosphatidylinositols > phosphatidylethanolamines > phosphatidic acid and N-acyl phosphatidylethanolamines. The fatty acid composition of the studied lipid groups was determined. The proportion of essential fatty acids was 37.91% in NL; 20.2% in GL and 39.4% in PL. The fatty acid composition of three lipid groups (NL, GL, PhL) included polyene fatty acids of the ω3 and ω6 classes.

Ключевые слова: Boraginaceae, Lindelofia macrostyla, семена, липиды, полиеновые жирные кислоты, γ-линоленовая кислота, стеаридоновая кислота.

Keywords: Boraginaceae, Lindelofia macrostyla, seeds, lipids, polyene fatty acids, γ-linolenic acid, stearidonic acid.

Введение

Основным классом липидов, отвечающих за биологическую активность, являются жирные кислоты. Существует понятие незаменимых (эссенциальных) жирных кислот, которые не синтезируются в организме человека, но необходимы для нормального функционирования клеток. Высшие растения, являются продуцентами С18-полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) - α-линолевой (ω-6 18:2), γ-линоленовой (ω-6 18:3), α-линоленовой (ω-3 18:3) и стеаридоновой (ω-3 18:4) кислоты, которые как конечные метаболиты, накапливаются в тканях растений. В организме человека являются предшественниками гармоноподобных соединений (простогландины, тромбоксаны, лейкотриены), которые участвуют во многих жизненно важных процессах [1-3]. ПНЖК не синтезируются в организме человека, их отсутствие в повседневном питании может приводить к развитию широкого спектра заболеваний, таких как сердечно-сосудистые, воспалительные процессы, вирусные инфекции, некоторые виды рака и аутоиммунные заболевания [4-7]. Одним из растительных источников ПНЖК являются растения сем. Boraginaceae. Они содержат редкие полиненасыщенные жирные кислоты, такие как γ-линоленовая и стеаридоновая кислоты, обладающие противовоспалительными и метаболическими эффектами. Несмотря на значительное количество работ по родам Borago, Echium и Cordia, липидный состав Lindelofia macrostyla остаётся малоизученным. Фитохимические исследования показывают, что данный вид входит в группу растений с потенциально ценными биологически активными веществами.

Изучение состава жирных кислот липидов целого ряда растений этого семейства показало, что характерной их особенностью является присутствие в них полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК), среди которых наиболее активными является γ-линоленовая 18:3 (6,9,12) или 18:3ω-6 и стеаридоновая 18:4 (6,9,12,15) кислоты [8], являющиеся промежуточными продуктами в биосинтезе простагландинов и их производных, которые крайне необходимы организму человека для снижения риска целого ряда заболеваний [9]. Виды растений, относящихся к семейству Boraginaceae, имеют большое народнохозяйственное значение. Некоторые виды семейства используются в парфюмерной промышленности и в животноводческом хозяйстве. В составе определённой части видов имеются алкалоиды, витамин С, в корнях же некоторых видов содержатся ценные липкие вещества. Виды, содержащие в своём составе качественные красящие вещества, используются в производстве красок. В семействе имеются и виды, используемые в качестве пищи.

Целью настоящего исследования явилось изучение липидного состава семян Lindelofia macrostyla. Объектами исследования служили семена данного растения, собранные на территории Джизакской области в 2024 году.

Материалы и методы исследования.

Количественное определение каротиноидов в нейтральных липидах (НЛ) и неомыляемых веществ (НВ) проводили спектрофотометрическим методом на спектрофотометре Cary 60 UV-Vis при длине волны λ = 440 нм в кварцевой кювете с оптическим путём 10 мм. [10].

Нейтральные липиды извлекали из измельченных семян исчерпывающей экстракцией бензином (т.кип. 72-80 °С) в аппарате Сокслета [11]. Содержание неомыляемых веществ  в составе нейтральных липидов исследуемого объекта определяли по известной методике после щелочного гидролиза [12]. Полярные липиды (ПЛ) экстрагировали смесью хлороформа с метанолом 2:1, как описано [13], нелипидные примеси удаляли из экстракта обработкой 0,05% водным раствором CaCl₂. Компоненты общих липидов (НЛ, ГЛ, ФЛ) и липофильные вещества установили методом аналитической тонкослойной хроматографией (ТСХ) на силикагеле L 5/40 марки Chemapol (Чехословакия) и пластинках Silufol (Китай) с применением специфических проявителей  следующим образом: нейтральные липиды обнаруживали раствором 50% H₂SO₄ при сжигании, фосфолипиды - реактивами Васьковского и Драгендорфа,  ГЛ - α-нафтолом и 50% H₂SO₄ при нагревании. Для разделения НЛ использовали системы растворителей гексан - диэтиловый эфир 1) 4:1; 2) 3:2. Состав ГЛ установили в системе растворителей хлороформ - ацетон - метанол - уксусная кислота - вода 3) 65:20:10:10:3, v/v. Для анализа ФЛ использовали систему растворителей хлороформ - метанол - 25% аммиак 4) 65:35:5, v/v [13].

Колоночную хроматографию полярных липидов проводили на силикагеле марки L 100/160 (Чехия), предварительно промытом смесью хлороформа и метанола (2:1, v/v). При этом нейтральные липиды  элюировали хлороформом, гликолипиды - ацетоном, а фосфолипиды - метанолом. [13]. Результаты приведены в таблице 1. Для установления состава компонентов неомыляемых веществ их разделяли методом препаративной тонкослойной хроматографии на силикагеле в системе растворителей гексан-эфир (3:2) с выделением нескольких фракций. Идентификацию НВ проводили на основании их хроматографической подвижности в тонком слое силикагеля в системе растворителей гексан–диэтиловый эфир (4:1; 3:2) в сравнении с модельными образцами, выделенными из других природных источников, а также по результатам качественных реакций, литературным данным и путем сопоставления хроматографической подвижности с таковой модельных образцов. Результаты анализа приведены в табл. 2.

Фракции  НЛ, ГЛ и ФЛ подвергали гидролизу спиртовым раствором щелочи, выделенные жирные кислоты (ЖК) переводили в метиловые эфиры обработкой диазометаном. МЭЖК очищали от примесей препаративной ТСХ, как описано в [12], очищенные МЭЖК растворяли в гексане и анализировали методом ГХ на приборе Agilent 8860GC с пламенно-ионизационным детектором, используя капиллярную колонку Supelco 100 м × 0,25мм с фазой SР^tm–2560, газ-носитель азот, температура программирования колонки от 140 °С до 250 °С. Идентификацию ЖК проводили путем сравнения времен удерживания пиков с таковыми пиков стандартного образца смеси 37 метиловых эфиров жирных кислот (Supelco® 37 component FAME mix, Sigma-Aldrich, США. Результаты анализа представлены в таблице 3.

Результаты и обсуждение

Таблица 1.

Показатели липидов семян Lindelofia macrostyla

Данные табл. 1 показывают, что содержание нейтральных липидов в семенах составляет 16.07%. В НЛ отмечается высокий процент липофильных веществ (3.36%), которые отражают уровень липофильных соединений, не содержащих ацильных заместителей (углеводороды, включая каротиноиды, жирные спирты, фитостеролы, тритерпенолы и др.). Содержание полярных липидов в семенах составляет 1.86 %, с преобладанием гликолипидов (1.11 %).

В составе НЛ по данным ТСХ были идентифицированы ненасыщенные углеводороды, эфиры циклических спиртов с жирными кислотами, триацилглицериды (основной компонент), свободные жирные кислоты, фитостеролы и тритерпенолы. В составе гликолипидов установлен следующий ряд компонентов: стеролгликозиды > эфиры стеролгликозидов > дигалактозилдиглицериды ≥ моногалактозилдиглицериды. Состав фосфолипидов был следующим: фосфатидилхолины > фосфатидилинозиты > фосфатидилэтаноламины > фосфатидная кислота и N-ацилфосфатидилэтаноламины.

 В таблице 2 представлены состав и содержание липофильных веществ Lindelofia macrostyla.

Таблица 2.

Состав липофильных веществ Lindelofia macrostyla, % от массы ЛВ

В неомыляемой фракции удалось идентифицировать 7 компонентов. Как видно, основную массу неомыляемых веществ составляют биологически активные соединения, такие как стеролы (37.98%) и тритерпенолы (26.57%).

В составе жирных кислот  трёх групп липидов (НЛ, ГЛ, ФЛ) семян Lindelofia macrostyla было идентифицировано 15–17 ЖК (табл. 3).

Таблица 3.

Состав жирных кислот липидов семян Lindelofia macrostyla ГХ, % от массы кислот

Из данных табл. 3 видно, что жирнокислотный состав липидов семян Lindelofia macrostyla характеризуется выраженным преобладанием ненасыщенных жирных кислот во всех фракциях, с максимальной долей в НЛ (87.29%), тогда как в ГЛ и ФЛ их содержание составляет 62.81% и 64.19% соответственно. Насыщенные жирные кислоты преимущественно представлены в ГЛ (37.19%) и ФЛ (35.81%), главным образом пальмитиновой (16:0) и стеариновой (18:0) кислотами. Мононенасыщенные жирные кислоты доминируют в НЛ (49.38%), главным образом за счёт олеиновой кислоты (18:1). Полиненасыщенные жирные кислоты, включая линолевую (18:2 ω6), γ-линоленовую (18:3 ω6) и α-линоленовую (18:3 ω3) кислоты, занимают значительную долю, преобладая в составе ФЛ (36.64%) и НЛ (37.91%). Особого внимания заслуживает наличие γ-линоленовой кислоты, которая относится к биологически активным ω6 жирным кислотам и играет важную роль в регуляции метаболических и физиологических процессов.

Таким образом, полученные данные указывают не только на высокую степень ненасыщенности липидов семян Lindelofia macrostyla, но и подчёркивают их потенциальную функциональную ценность как источника γ-линоленовой кислоты, что расширяет перспективы их использования в пищевой и фармацевтической промышленности.

Заключение. Проведено исследование жирнокислотного и липидного состава семян Lindelofia macrostyla, произрастающей на территории Республики Узбекистан. Установлено, что семена растения содержат 16.07% нейтральных липидов и 1.86% полярных липидов. Во всех группах липидов идентифицированы полиненасыщенные жирные кислоты классов ω-3 и ω-6 (29.65–37.91%).

Финансирование. Данная работа финансировалась за счет бюджетных средств Института химии растительных веществ имени академика С.Ю. Юнусова АН РУз. На проведение или руководство данным конкретным исследованием дополнительных грантов не было получено.

Список литературы:

1. Guil Guerrero J.L. / Stearidonic acid (18:4n‐3): Metabolism, nutritional importance, medical uses and natural sources // Eur. J. Lipid Sci. Technol, 2007. Vol. 109. No 12. Pp. 1226–1236.
2. Singh S.P., Zhou X.R., Liu Q., Stymne S., Green A.G. / Metabolic engineering of new fatty acids in plants // Current Opinion in Plant Biology, 2005. Vol. 8. No. 2. Pp. 197–203.
3. Абрамчук А. В., Дикорастущие травянистые растения, Екатеринбург, 2012, с. 72.
4. Guil-Guerrero J.L., García Maroto F.F., Giménez Giménez A. / Fatty acid profiles from forty-nine plant species that are potential new sources of γ-linolenic acid // JAOCS. 2001. Vol. 78. No. 7. Pp. 677–683.
5. Charles R., Harper M.D., Terry A., Jacobson M.D.: The fatsof life. The role of omega 3 fatty acids in prevention of coronary heart disease // Archives of internal medicine, 2001. Vol. 161. No. 18. Pp. 2185–2192.
6. Swanson D. Block R. Mousa S.A. / Omega-3 Fatty Acids EPA and DHA: Health Benefits Throughout Life // Advances in Nutrition, 2012.Vol. 3. No. 1. Pp. 1–7.
7. Deckelbaum R. J. Torrejón C. / The omega-3 fatty acid nutritional landscape: health benefits and sources // The Journal of Nutrition, 2012.Vol. 142. No. 5. Pp. 87–91.
8. Kidd P.M. / Omega-3 DHA and EPA for cognition, behavior and mood: clinical fi ndings and structural-functional synergies with cell membrane phospholipids // Alternative Medicine Review, 2007. Vol. 12. No. 20. Pp. 7–27.
9. Справочник “Lipids, Lipophilic Compounds and Essential Oils from Plants Sources, Vol.1, Springer, 2012,  p. 165, 169.
10. Государственная фармакопея Российской Федерации. XIV изд. М., 2018. Т. 4. С. 6622–6633.
11. Руководство по методам исследования, технохимическому контролю и учету производства в масложировой промышленности, т.1, кн.2, Ленинград, 1967, с. 817.
12. Yuldasheva N.K., Ibotov Sh.Kh., Zakirova R.P., Kurbanova E.R., Gusakova S.D. / Chemical Characteristics and Biological Activity of Lipids from Chenopodium album Seeds // Chem. Nat. Compd., 2021, Vol. 57, P. 412-415. DOI:10.1007/s10600-021-03376-01.
13. M. Kates, Techniques of Lipidology. Isolation, Analysis and Identification of Lipids, NewYork, 1972.