Компоненты цветков и рыльцев Crocus sativus, интродуцированного в Узбекистане

АННОТАЦИЯ

Проведенными исследованиями впервые был изучен состав летучих компонентов цветочных лепестков и рыльцев Crocus sativus L., интродуцированного в Ташкентском и Ферганском оазисах Республики Узбекистан.

В составе гексанового и бензольного экстрактов рыльцев C. sativus L. в основными компонентами являются a-изофорон и сафраналь. Общее количество этих веществ в экстрактах C. sativus L., культивируемого в Ташкентском оазисе, составляет 16.13% (a-изофорон) и 19.94% (сафраналь), а в экстрактах рыльцев C. sativus L. культивируемого Ферганском оазисе составляет 19.14% (a-изофорон) и 60.37% (сафраналь), соответственно.

Проведенный анализ показал отличие качественного и количественного состава летучих соединений в лепестках и рыльцах C. sativus L. культивируемых в различных оазисах Узбекистана, эти показатели видимо зависят от почвенно-климатических и экологических условий места произрастания.

ABSTRACT

By conducted investigations for the first time were studied the composition of the volatile components of flower petals and stigmas of the Crocus sativus L., introduced in the Tashkent and Fergana oases of the Republic of Uzbekistan.

The main components of hexane and benzene extracts of C. sativus L. were б-isophorone and safranal. The total amount of these substances in extracts of C. sativus L. introduced in the Tashkent oasis were 16.13% (a-isophorone) and 19.94% (safranal), while in extracts of stigmas from the C. sativus L. cultivated in the Fergana region were 19.14% (a-isophorone) and 60.37% (safranal), respectively.

The performed analysis showed the difference in the qualitative and quantitative composition of volatile compounds in the petals and stigmas of C. sativus L. cultivated in various regions of Uzbekistan. Obviously these indicators depend on the soil-climatic and environmental conditions of the growing area.

Ключевые слова: Iridaceae, Crocus sativus L., лепесток, рыльца, экстракт, эфирные масла, летучие компоненты, ГХ-МС.

Keywords: Iridaceae, Crocus sativus L., petal, stigma, extract, essential oils, volatile components, GC-MS.

ВВЕДЕНИЕ

В мировой флоре произрастает более 80 видов растения рода Crocus (шафран) подсемейства Crocoideae семейства Iridaceae (Ирисовые) порядка Asparagales (Спаржецветные) [1]. Во флоре Узбекистана растут два дикорастущих вида крокуса: Crocus alatavicus и Crocus korolkowii [2].

Однако, особенную ценность представляет вид Crocus sativus L. (шафран посевной), клубнелуковичное растение высотой до 20-25 см, имеет шаровидную сплюснутую клубнелуковицу, около 2.5-3 см ширины, покрыта сетчатыми и волокнистыми чешуями и темно-бурыми волокнами из разрушившихся старых чешуй. Листья линейные, с продольной белой полоской, 15-20 см длины и 2-3 мм ширины. Цветок вырастает на конце стебля. Крупный светло-фиолетовый цветок имеет сильный аромат.

C. sativus L. в диком виде не встречается, в связи с этим этот вид культивируется во Франции, Голландия, Италия, Испания, Турции, Швейцарии, Израиле, Индии, Иран, Пакистане, Китае, Египте, Объединённых Арабских Эмиратах, Японии и Австралии [1]. Следует отметить, что более 76% мировой цветочной продукции рыльцев C. sativus L. под названиям шафран в настоящее время производится в Иране [3-4].

Шафран - это высушенные рыльца крокуса посевного (C. sativus L.), который массово цветет только 10-15 дней в году, а продолжительность цветения каждого цветка составляет 2-3 дня. Для сбора цветов и обработки пестиков крокуса используется исключительно ручной труд [5]. Один гектар плантации C. sativus L. в первый год дает 6 кг пряности, во второй до 20 кг [6-7].

Шафран - уникальная и самая дорогая специя в мире, сочетающая в себе массу полезных свойств. Регулярное употребление этой пряности очищает печень, кровь, улучшает цвет лица, повышает настроение и оздоравливает весь организм.

Согласно литературным данным C. sativus L. продуцирует более 150 летучих ароматических соединений, среди которых основными являются монотерпеновые альдегиды изофорон, сафраналь и их изомеры, а также нелетучие компоненты относящиеся к различными классам природных соединений [1, 4, 6, 8-17]. Эти вещества формируют основу химического состава шафрана посевного, многие, из которых имеют фармакологическое значение [18-26]. Например, противоопухолевая и антиоксидантная активности шафрана обусловлена содержанием полиненасыщенного дитерпена кроцина [19-21].

Благодаря своему богатому химическому составу, C. sativus L., обладая многими полезными свойствами, находит применение в медицине, косметологии, кулинарии, а также в текстильной и парфюмерной промышленности [1, 19, 24].

В настоящее время исходя из особой ценности и широкого применения C. sativus L. впервые развёрнуты работы по его культивированию в Республике Узбекистан.

Хорошо известно, что качественный и количественный составы вторичных метаболитов в растениях могут изменяться в зависимости от места произрастания и периода вегетации. В связи с этим начаты исследования фитохимического состава популяции C. sativus L., интродуцируемой в Узбекистане и сопоставление полученных данных с таковыми описанными в литературе.

Целью данной работы является анализ летучих компонентов лепестков и рыльцев цветочных корзинок популяции C. sativus L., культивируемого в Ташкентском и Ферганском оазисах Узбекистана.

Согласно [27] при анализе рекомендуется сравнивать состав летучих соединений эфирного масла, полученного гидро- и пародистилляцией, с составом экстракта, полученного при комнатной температуре обработкой растительного сырья неполярным растворителями (петролейным эфир, гексан и бензол).

Поэтому в данном сообщении представлены результаты хромато-масс-спектрального анализа гексанового и бензольного экстрактов, полученных из лепестков и рыльцев цветочных корзинок популяции C. sativus L. при комнатной температуре, и результаты анализа эфирных масел, полученных методом гидродистилляции.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Объектами нашего исследования были цветочные лепестки и рыльца C. sativus L., собранные в октябре месяца 2017 года в Ташкентском и Ферганском оазисах Республики Узбекистан.

Экстракция лепестков и рыльцев C. sativus L. проведена трехкратно по последовательно гексаном, затем бензолом (2 г, в соотношении 1:6 (вес-объем растворителя) при комнатной температуре. Эфирные масла (ЭМ) цветочных лепестков получали методом гидродистилляции из воздушно сухого сырья в течение 3 ч с использованием стеклянной колбы и насадки Клевенджера. Полученное ЭМ цветочных лепестков C. sativus L. представляет собой бледно-желтую подвижную жидкость со специфическим запахом которое до анализа хранили при 4 °С в запаянных ампулах.

Полученные экстракты и эфирные масла анализировали на хромато-масс-спектрометре Agilent 5975С inert MSD/7890A GC. Разделение компонентов смеси проводили на кварцевой капиллярной колонке Agilent HP-INNOWax (30м´250mm´0.25mm) в температурном режиме: 50°С (1 мин) - 4°С/мин до 200°С (6 мин) - 15°С/мин до 250°С (15 мин). Объем вносимой пробы составлял 1.0 ml (гексан, бензол), скорость потока подвижной фазы - 1.1 мл/мин. Температура инжектора 220°С. EI-MS спектры были получены в диапазоне m/z 10-550 а.е.м. Компоненты идентифицировали на основании сравнения характеристик масс-спектров с данными электронных библиотек (Wiley Registry of Mass Spectral Data-9th Ed., NIST Mass Spectral Library, 2011), и сравнения индексов удерживания (RI) соединений, определенного по отношению к времени удерживания смеси н-алканов (С₉-С₂₈), а также сравнения их масс-спектральной фрагментации с таковыми, описанными в литературе [28].

Результаты хромато-масс-спектрального анализа полученных экстрактов и эфирных масел (ЭМ) приведены в таблице 1.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Согласном в представленным данным в таблице 1 в составе гексанового и бензольного экстрактов цветочных лепестков C. sativus L., культивируемого в Ташкентском оазисе, обнаружены 45 компонентов, среди которых в гексановом экстракте доминируют гептаналь (13.91%), додекан (9.47%), нонаналь (20.45%), н-нонановая кислота (9.11%), а в бензольном экстракте - диизобутилфталат (7.73%), дигидро-4-гидрокси-2-(3Н)-фуранон (40.32%), дибутилфталат (25.88%). В составе ЭМ, идентифицировано 50 соединений, среди которых доминантами являются - нонаналь (8.33%), a-изофорон (5.31%), сафраналь (12.62%), 4-метиленизофорон (5.70%), н-нонановая (6.22%) и додекановая кислоты (7.85%).

В гексановом и бензольном экстрактах цветочных лепестков C. sativus L., культивируемого в Ферганском оазисе, обнаружено 19 компонентов, основными из которых в гексановом экстракте являются гептаналь (8.13%), нонаналь (25.35%), н-нонановая кислота (13.82%) и дибутилфталат (31.14%); нонаналь (2.05%), g-кротонолактон (2.38%), дибутилфталат (87.92%) - в бензольном экстракте; н-нонановая (24.73%), декановая (6.45%), ундекановая (7.50%) и додекановая кислоты (13.10%).

В эфирном масле, идентифицировано 31 соединение, среди которых доминантами являются – нонановая (24.73%), додекановая (13.10%), ундекановая (7.50%), декановая кислоты (6.45%), 4-метиленизофорон (4.76%) и гептановая (4.75%) кислота.

В составе гексанового и бензольного экстрактов рыльцев C. sativus L. в основными компонентами являются a-изофорон и сафраналь. Общее количество этих веществ в экстрактах C. sativus L., культивируемого в Ташкентском оазисе, составляет 16.13% (a-изофорон) и 19.94% (сафраналь), а в экстрактах рыльцев C. sativus L. культивируемого Ферганском оазисе составляет 19.14% (a-изофорон) и 60.37% (сафраналь), соответственно (см. табл. 1).

Таблица 1.

Компонентный состав гексановых и бензольных экстрактов и эфирных масел лепестков и рыльцев Crocus sativus, полученных методом гидродистилляции

RI – Retention index - линейный индекс удерживания, ГЭ¹ – гексановый экстракт, БЭ² – бензольный экстракт, ГД³ – гидродистилляция.