СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЭФИРНОГО МАСЛА ШИШКОЯГОД JUNIPERUS COMMUNIS L. ИЗ РАЗНЫХ РЕГИОНОВ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Aннотация
Одним из наиболее известных эфиромасличных растений является можжевельник обыкновенный – Juniperus communis L. Биологическая активность шишкоягод J. communis L. в значительной мере обусловлена эфирным маслом. Известно, что состав эфирного масла, даже внутри одного вида подвержен значительной вариабельности, что связано в первую очередь с экологическими особенностями произрастания растения. В нашей работе проведен сравнительный анализ химического состава эфирного масла шишкоягод J. communis L. из разных регионов России. Методом газовой хроматографии – масс-спектрометрии изучен химический состав эфирного масла из 4-х регионов России. Полученные результаты свидетельствуют о достаточно стабильном компонентном составе эфирного масла J. communis L., однако количественные показатели различных компонентов в разных регионах отличаются. При этом в составе эфирного масла можно выделить 4-х характерные групп терпенов: бициклические монотерпены, моноциклические монетерпены, моноциклические монотерпеновые спирты и бициклические сесквитерепны. Доминирующей группой являются бициклические монотерпены: α- и β-пинены и камфен. К минорным компонентам эфирного масла J. communis L. относятся моноциклические монотерпены, сесквитерепны и спирты: о-цимен, α-лимонен, терпинен-4-ол, α-терпинеол, лонгифолен и кариофиллен. Такой компонентый состав эфирного масла J. communis L. можно считать маркерным, что позволит отличить его от любого другого эфирного масла. Полученные результаты могут быть использованы для объективной оценки норм качества фармакопейного лекарственного растительного сырья – шишкоягод можжевельника.
Ключевые слова: шишкоягоды можжевельника обыкновенного, эфирное масло, терпены, газовая хроматография – масс-спектрометрия
Введение Эфирные масла прочно заняли своё место среди аптечного ассортимента. Это в первую очередь обусловлено большой популярностью ароматерапии на сегодняшний день. Действительно, ценные органолептические и антисептические свойства данной группы соединений позитивно сказываются на психосоматическом состоянии и антибактериальной устойчивости организма человека. Чистые эфирные масла обычно внутрь не используются по причине их токсического характера. В организм человека они поступают при местном и внутреннем употреблении, в составе лекарственных растений и препаратов, причём нередко выступая в качестве носителей фармакологического действия. Известно, что наиболее часто лекарственные растения и препараты, содержащие эфирные масла, используются в качестве отхаркивающих и мочегонных средств.
В списке отечественных фармакопейных растений достаточно много объектов, у которых действующими являются эфирные масла. Одним из наиболее известных является можжевельник обыкновенный – Juniperuscommunis L.
Эфирное масло данного растения в значительных количествах содержится в надземных частях – шишкоягодах и хвое, меньше – в коре, древесине и корнях. Причём химический состав между различными частями растения характеризуется качественными и количественными различиями. В качестве фармакопейного объекта используются шишкоягоды растения [1].
Эфирное масло и дистилляты плодов J. communis L. содержат более 130 компонентов в составе которого преобладают бициклические углеводороды: α-пинен, мирцен, сабинен, лимонен и β-пинен [4,5,7].
Биологическая активность шишкоягод J. communisL. в значительной мере обусловлена эфирным маслом, которое в основном и определяет диуретический, желчегонный, антимикробный и отхаркивающий эффекты растения. Выделяясь через почки, эфирное масло умеренно раздражает их, оказывая диуретическое действие, и одновременно дезинфицирует мочевыводящие пути. Кроме того, оно усиливает секрецию бронхиальных желёз, тем самым, способствуя разжижению секрета, а также облегчает эвакуацию желчи из жёлчного пузыря [2,3].
Эфирное масло плодов J. communis L. обладает антибактериальным и фунгицидным действием в отношении ряда микроорганизмов, таких как Candida albicans, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa [4].
В ряде экспериментов, в частности на модели дрожжевых грибов было показано, что эфирное масло J. communis L. обладает сильной антиоксидантной активностью благодаря блокированию окислительных процессов в клетках путем увеличения активности антиоксидантных ферментов супероксиддисмутазы, каталазы и глутатионпероксидазы [6,8].
Известно, что состав эфирного масла, даже внутри одного вида подвержен значительной вариабельности, что связано в первую очередь с экологическими особенностями произрастания растения: химический состав почвы, влажность воздуха, освещённость и т.д. [4,8] Поэтому и состав эфирного масла у разных экотопов может быть не одинаковым. Однако существует ряд маркерных компонентов, которые обусловливают принадлежность эфирного масла к определённому растительному объекту и кроме того характеризуют их качество.
Цель исследования - определение маркерных компонентов эфирного масла плодов J. communis L. для разработки норм качества лекарственного растительного сырья.
Материалы и методы. В качестве объектов исследования использованы образцы эфирного масла J. communis L., полученные из сырья, собранного в разных регионах Российской Федерации: Саратовской, Московской, Ленинградской и Новосибирской областей.
Для надёжного химического анализа такого сложного объекта как эфирные масла требуются гибридные методы анализа, сочетающие в себе как возможность разделения многокомпонентной системы, так и их достоверную детекцию. Поэтому в качестве аналитического инструмента нами использован метод газовой хроматографии – масс-спектрометрии. Измерение проводили на приборе хромато-масс-спектрометр модели GCMS-QP2010 Ultra, фирма-изготовитель «Shimadzu», Япония, регистрационный номер №46022-10. Тип средств измерений утверждён приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 декабря 2010 г. №5484.
Источник ионов масс-спектрометра работает в режиме электронного удара. Разделение ионов осуществляется квадрупольным масс-фильтром, детектирование – вторичным электронным умножителем с обращённым динодом. Детектирование может быть проведено в режимах селективного ионного детектирования (SIM), или по полному ионному току (SCAN) или в режиме одновременной регистрации SIM/ SCAN.
Разделение проводили на колонке:
Zebron ZB-5MS 30 m L × 0,25 mm ID × 0,25 μm df;
Жидкая фаза: 5%-polysilarylene-95polydimethylsiloxane;
Температурные пределы: от -60 С° до 325/350 С°;
Серийный номер № 238059.
Условия хроматографирования:
Газ-носитель – гелий с постоянным потоком - 0,7 мл/мин;
Анализ осуществлялся в режиме программируемых температур:
Температура колонки программировалась в диапазоне от 70 С° (изотерма 2 мин.) – 230 С° (изотерма 5 минут). Скорость подъёма температуры 3 С°/мин
Температура испарителя – 240 С°;
Температура ионного источника – 250 С°;
Температура интерфейса – 250 С°;
Режим ввода пробы - с делением потока (Splitratio 1/50) – 1,5 мин;
Напряжение на детекторе – 0,7 - 0,84 кВ;
Поток эмиссии – 60 µА;
Объём вводимой пробы – 1µl.
Детектирование осуществляли в режиме полного ионного тока (SCAN) в диапазоне m/z 70 – 350 Da, со скоростью сканирования 769 и результирующим временем 0,4 сек. Расшифровку компонентного состава эфирных масел J. communis L. проводили с использованием библиотечной базы данных масс-спектров NIST 11.
Результаты исследования и их обсуждения
Результаты хроматографирования эфирных масел можжевельника из разных регионов Российской Федерации представлены на рисунках 1- 4.
Рис. 1. – Хроматограмма образца эфирного масла J. communisL. из Саратовской области
Fig. 1. – Thechromatogram of the essential oil sample of J. communis L. from Saratov region
Рис. 2. – Хроматограмма образца эфирного масла J. communisL. из
Московскойобласти
Fig. 2. - The chromatogram of the essential oil sample of J. communis L. from
Moscow region
Рис. 3. – Хроматограмма образца эфирного масла J. communisL. из
Ленинградскойобласти
Fig. 3. - The chromatogram of the essential oil sample of J. communis L. from
Leningrad region
Рис. 4. –Хроматограмма образца эфирного масла J. communisL. из
Новосибирскойобласти
Fig. 4. − The chromatogram of the essential oil sample of J. communis L. from
Novosibirsk region
Результаты расшифровки компонентного состава эфирного масла J. communis L. приведены в таблице 1.
Таблица 1
Химический состав эфирного масла шишкоягод J. communisL. из разных регионов России
Table 1
The essential oil chemical composition of J. communis L. cone from different regions of Russia
Индекс удерживания, IR | Базовый пик, m/z | Идентифицированный компонент | Содержание компонента, % | |||
Саратовская область | Московская область | Ленинградская область | Новосибирская область | |||
510 | 93 | A-пинен | 33,28 | 57,70 | 41,7 | 59,81 |
550 | 9 | Камфен | 1,12 | 2,0 | 0,83 | 1,70 |
610 | 93 | В-пинен | 8,50 | 15,02 | 12,20 | 14,84 |
650 | 119 | О-цимен | 1,65 | 2,14 | 1,30 | 1,72 |
730 | 68 | А-лимонен | 1,70 | 2,80 | 1,70 | 2,50 |
750 | 43 | Цинеол | 0,88 | - | - | - |
980 | 67 | А-пинен оксид | 0,597 | - | - | - |
1020 | 41 | (α-пинен-4-ол) | 0,42 | - | - | 0,14 |
1050 | 81 | Б-фенхол | 0,19 | - | - | 0,25 |
1080 | 121 | А-терпинолен | - | 1,18 | - | 0,65 |
1130 | 41 | Пинокарвеол | 0,47 | - | - | - |
1270 | 71 | Терпинен-4-ол | 1,38 | 1,41 | 1,41 | 2,0 |
1310 | 59 | А-терпинеол | 1,6 | 1,44 | 1,44 | 1,73 |
1505 | 121 | А-терпенилацетат | 1,73 | - | - | - |
1660 | 95 | Борнилацетат | 32,5 | - | - | 0,40 |
1800 | 93 | Каранол | 0,90 | - | - | - |
1960 | 161 | А-лонгипинен | 0,20 | 0,30 | - | - |
2080 | 41 | Лонгифолен | 0,90 | 1,30 | 1,30 | 1,14 |
2110 | 93 | Б-кариофиллен | 0,80 | 2,0 | 1,44 | 2,20 |
*- жирным выделены специфичные компоненты эфирного масла J. communis L.
Выводы:
Результаты, представленные в таблице 1, свидетельствуют о достаточно стабильном компонентном составе эфирного масла J. communis L., однако количественные показатели различных компонентов в разных регионах отличаются. При этом в составе эфирного масла можно выделить 4-х характерные групп терпенов: бициклические монотерпены, моноциклические монетерпены, моноциклические монотерпеновые спирты и бициклические сесквитерепны. Доминирующей группой являются бициклические монотерпены, а именно α- и β-пинены и камфен с значительным превалированием первого. Содержание α-пинена в эфирном масле в зависимости от региона варьирует от 30,0 до 60,0%. Концентрация β-пинена колеблется в диапазоне 8,0 – 15,0%. К минорным компонентам эфирного масла J. communis L. следует отнести моноциклические монотерпены в частности о-цимен и α-лимонен, моноциклические спирты - терпинен-4-ол, α-терпинеол, а также бициклические сесквитерепны – лонгифолен и кариофиллен. Такой компонентый состав эфирного масла J. communis L. можно считать маркерным, что позволит отличить его от любого другого эфирного масла. Остальные компоненты эфирного масла находятся в следовых количествах. Борнилацетат найден только в одном образце эфирного масла, поэтому его не следует относить к специфическим компонентам.
Полученные результаты могут быть использованы для объективной оценки норм качества фармакопейного лекарственного растительного сырья – шишкоягод (плодов) можжевельника. Дело в том, что в действующей фармакопейной статье на плоды можжевельника в качестве одного из нормируемых качество показателей, является содержание эфирного масла, определяемое весо-объёмным способом, предусматривающим использование метода гидродистилляции. Однако такой подход, учитывая современные мировые тенденции фармацевтической науки, в настоящее время не может быть признан удовлетворительным, поскольку не учитывает состав эфирного масла. Поэтому полученные нами результаты определения качественного и количественного состава эфирного масла плодов J. communis L. могут быть использованы для включения в нормативную документацию на указанное лекарственное растительное сырьё.
Список литературы