Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ДИНАМИКА НАКОПЛЕНИЯ И ФОРМИРОВАНИЯ СОСТАВА ЭФИРНЫХ МАСЕЛ РАСТЕНИЯМИ ЛОФАНТА (LOPHANTHUS ANISATUS BENTH.), КОТОВНИКА (NEPETA CATARIA VAR. CITRIODORA BECK.) И ЭЛЫПОЛЬЦИИ (ELSHOLTRIA PATRINI LEP. GARCKE) В ОНТОГЕНЕЗЕ

ВАК РФ 03.00.12, Физиология и биохимия растений

Автореферат диссертации по теме "ДИНАМИКА НАКОПЛЕНИЯ И ФОРМИРОВАНИЯ СОСТАВА ЭФИРНЫХ МАСЕЛ РАСТЕНИЯМИ ЛОФАНТА (LOPHANTHUS ANISATUS BENTH.), КОТОВНИКА (NEPETA CATARIA VAR. CITRIODORA BECK.) И ЭЛЫПОЛЬЦИИ (ELSHOLTRIA PATRINI LEP. GARCKE) В ОНТОГЕНЕЗЕ"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОПРОМЫШЛЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи УДК 581.135.51 : 575.322

МУМЛАДЗЕ Манана Георгиевна

ДИНАМИКА НАКОПЛЕНИЯ И ФОРМИРОВАНИЯ СОСТАВА ЭФИРНЫХ МАСЕЛ РАСТЕНИЯМИ ЛОФАНТА (LOPHANTHUS ANISATUS BENTH.), КОТОВНИКА (NEPETA CATARIA VAR. CITRIODÖRA BECK.) И ЭЛЬШОЛЬЦИИ (ELSHOLTRIA PATRINI LEP. GARCKE) В ОНТОГЕНЕЗЕ

03.00.12— физиология растений

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА —1986

Работа выполнена в Сухумской опытной станции эфиро-масличных культур ВАПО «Союзэфирмаслопром» МПП СССР и на кафедре органической химии Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева в 1978—1984 гг. Научные руководители — доктор биологических наук, про-

фессор \ Б. П. Плешков , доктор технических наук, заслуженный инженер Груз. ССР Н. 3. Якобашвили.

Официальные оппоненты — доктор сельскохозяйственных наук В. И. Машанов, кандидат биологических наук С. С. Шаин.

Ведущее учреждение — Всесоюзный научно-исследовательский институт' синтетических и натуральных • "

щшшЯш ёеиЦе&ё . .

Защита диссертации состоится . .....

1986 г. в « 16 » часов на заседании Специализированного совета Д. 120.35.07 при Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.

Адрес: 127550, Москва, И-550, Тимирязевская ул., 49. Ученый совет ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан « &» . ^'^р^ЦС. • • 1986 г.

Ученый секретарь Специализированного совета — •кандидат биологических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1. Актуальность проблемы. В нашей стране делу широкого развития производства растительных насел и возделыванию ыасличных и эфиромасличных культур постоянно уделяется неослабное вникание.

В "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981-1985 годы и на период до 1990 года" указывается на необходимость "значительного повышения комплексности переработки, улучшения использования и качества сельскохозяйственного сырья.

Производство эфирных насел в последние десятилетия в СССР и за рубежом резко увеличилось в связи с возросшими требованиям парфюмерной промышленности. В свою очередь это предопределило расширение ассортимента вырабатываемых масел и дало толчок для поксха новых источников сырья* К настоящему времени ботаники-ре-сурсовбДО выявили более 3000 видов эфиромасличных растений, одна» ко в прсмышленйостн используется не более 3£ от этого числа.

Низкие темпы введения в хультуру новых зфирочасличных растение объясняется во многой слабой их изученностью в качестве источников сырья для перерабатывающей промышленности, недостаточный исследованием компонентного состава эфирных насел (ЭМ), их содержания в органах растений, динамики накопления в онтогенезе, зависимости накопления 311 и его состава от факторов внешней среды, динамики накопления вторичных соединений в связи с ходом основных, физиологических процессов зеленого растения - фотосинтеза и дыхания. Не исключением являются и такие виды как котовник лимонные

соЬ)но сЛисс'ога -Ьссх'. >» лофант анисовый {¡-ср^оп-и здьиояьсия Патрэна а ро1г;/>/'

1.2. Цель и задачи исследования. Целью настоявей работы являлось изучение: а) особенностей накопления 33 в. селом и в отдель-

ЦСНТРАЛЬНАЯ НАУЧНАЯ ЬИШГгЮТЕКА Моск. сельсксхоз. ачадемии

них органах растения, б) состава и превращения их компонентов в оитогенезе в зависимости от почвенно-климатических условий влажных субтропиков Черноморского побережья Грузии; в) физиолого-Сио-химических закономерностей, происходящих в онтогенезе указанных растения для расширения ассортимента вырабатываемых ЭМ и дальнейшей рекомендации их промышленного освоения.

Для реализации поставленной задачи было необходимо решить следующие вопросы: I) оптимизировать условия выращивания эфиромас-личяых растений и дать физиологическув характеристику растения) 2) подобрать методы количественного выделения ЭМ и отдельных их компонентов применительно к виду изучаемых растений (продолжительности процесса извлечения, температурные и временные характеристики процессов); 3) исследовать химический состав ЗИ$ 1) изучить особенности превращения ЭМ в процессе высыхания растения (хранения сырья до переработки); 5) разработать практические рвкоиечда-ции? касающиеся времени хозяйственных сроков уборки растении для выделения ЭМ с определенным содержанием компонентов; б) разработать и утвердить технические условия на ЭМ и рекомендовать в производство.

Научная новизна. Впервые исследованы эфироносы« котовник ли-конный, лофант анисовый и ольаолышя Па грана в условиях выращивания в Абхазской АССР.

Впервые изучен химический состав данных ЭМ методом хрошто-масс-спектрошетрии и прослежена генетическая связь между отдельны!« компонентами ЭМ котовника и лофанта е онтогенезе растения и при хранении (обезвоживание массы надземных органов растении).

Впервые разработаны и утверждены технические условия на Эфирные масла и сырье.

Разработан оптимальный технологически» режии выделения ОМ методами паровой отгонки и экстракции летучий* растворителями.

1.3. Практическая ценность Работы» Установлены научно-обоснованные сроки уборки растений. Определен оптимальный технологический режим получения ЭМ. Разработаны и утверждены технические условия на эфирные масла и сырье»

1.4. Апрубаяиу работы. Основные полозения диссертации доложена и одобрены на Учено« Совете Сухумской опытной станции эфиро-маоличных культур ШШ СССР (1978-1981 гг.), а также на научна* конференциях в Киеве (1981 г.), Тбилиси (1962 г.), Аиасеули (1РбЭг.} Симферополе (1985 г.) (см.список опубликовании* работ).

1.5. Публикации результатов. исследования. По матерка лай диссертации опубликовано II статей.

1.6. Струх?УРа и .объец работы. Диссертационная работа изложена на 161 листах машинописного текста, включает 38 таблиц в 23 рисунков. Состоит из введения, б глав, выводов, рекомендаций производству и приложения.

Список использованной литературы вклгчает 230 наименования, в той числе 19 на иностранных языках. .

1.7; условия., объект и метода исследования. В работе исследованы три вида эфиронасличных растений - лофант анисовый ('(-¿/.'л»;-{¿11% )« котовник лимонный (.Мере 1с с ч а эль-

иольдая Патрэна /и ¿г'/•/"), полученные из Государст-

венного Никитского ботанического сада»

Исследования проводились на Сухужкой опытной станции эфира-масличных культур Ш1П СССР в 1978-1984 гг.

• В Абхазской АССР резко вырахенный влаяныа субтропически» климат. Наиболее влажный был 1978 год. С парта по ионь месяц вы. -3- ■ •

пало осадков в 2 раза болыге, чей в 1979 году. Данные среднемесячной температуры варьировали в меньшей степени. Однако весенне-летний период 1978 гсда был более прохладным* чем 1979 год.

Опыты проводились на среднесуглииистых карбонатных почвах с Ри около 7,2. По данным агрохимической лаборатории опытной станции почвы опытных полей хороно обеспечены основными элементами питания и в этом отношении поля практически идентичны.

1.8. Ретслика вшэакивакия и отбора проб дли анализа.

Подготовкатарников для выращивания рассады изучаемых растении, проращпвйвве-семян» уход за рассадой, высадка ее в открытый грунт и уход-ва'плантациями осуществляется в соответствии с "Агро-правилаки *$вронасличных культур", разработанными на Сухумской , опытной отанцяи ЭКК (Тбилиси, 1980).

Исследованию подвергались растения I года жизни в период полного формирования кустов. Отбор проб для анализа проводили исключительно в солнечные дни в соответствующие для кавдого вида расте-ний^фата раявигия (в среднем с интервалом 10 д«ей)% В каждую пробу вХбдяхо-три полностью распустившихся растения.

' Содержание эфирного масла определялось микрометодом Гвнзберга.

_ • .14

В эфирном масле определяли удельную массу 01в } показатель преломления \ угод вращения плоскости поляризации} о^ирное, кислотное <«исла и содержание спиртов по ГОСТу I45I8.0-78-l46I8.I2-78.

Яетелвныа состав масел устанавливал/ методом хрсыато-иасс-спектремгтриа ка приборе КАТ-Э11 "А" фирмы " с хромато-

графом "Чяг.-¿^-3700" путем сравнения полученных масс-спектрсв со спектрами, списаякьш в литературе. В отдельны* случаях компоненты э{ярьых масел выделялись в чистом виде с псмо^ьо препаратов-

ноя газохидкэстнси хроматографа и их строение устанавливалось с псксцью ИХ, У5, SCS? - спектроскопии.

Качественных и количественный состав по освовнкм компонентам определяли газохрокатографячесюш методом ка хрсматогра4е СНЛШ-1» с использованием стеклянной касадоччоя колонет дгавоя 1,5 и и дга-юетром 4 км, Ei - I5f Cciibe*.ax-6WO ка хроаатоке А с зернением 0,15-0,25 им в режме /днейного програюярсвака'я температуры термостата. ■ „

• УФ-сяектры сникала на спектрофотометре 'UV-Spezhc? (Sp-800) фир!¡и "Pye UniCJm}»-

ЕК-спектры (раздавленная капля) - Еа приборе -20 (HP). Спектры JKP-^C - на. спектрофотометреИ'ЛЗОДГ фирмы "faut'fii Спектр ПК? - на приборе v(/H-90 фирмы *Вгс/^ег"»-

Статистическая обработка данных проводилась для серии спь.тов, по пятикратной, повторвости. Определяли стандартное стклонензе; <S, коэффициент вариации; а также точность метода Г, при доверительна* " вероятности << 95$ .я относительную оаибку прямого'отклонение определения Л. .»■ "

2,.ЭКСЯЕРИКЕЕТ1ЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Изучение условий выделения эфирных масел из • . органов-растения

' - Эфирные шсла>(ЗН) в орсаяах х тканях'рг£те«иа находятся как

в свободном, так я в связанной состоянии^ например, в виде глско-

, видов терлеиовых спиртов. Поэтому в зависимости от вада эфироноса

и содержания в нем эфирного масла выбирается способ ваделения ЭМ.

'.*".' 2.1 Л. Изучение, влияния скорости отгонки и температуры -.на степень извлечения масел

•'. Исследовали два способа выделения ЭХ: методы паров ой отгонки и экстракции. Разрабатывались оптим&льяые технологические параметры ввделения,масел с целью более полного нх извлечения я сохраве-

ния компонентного состава и и* • Анализировали семе растения и отдельные органы (листья, соцветия). При паровой отгонке использовали скорости гонки 5 и дистиллята в час от емкости куба,при давлении' 3-4 атмосферы и температуре отходящего дистиллята 28-33 и 34-38°С. •

Анализ данных показывает, что выход ЭМ при паровой отгонке дает наилучший результат при.скорости гонки. 1% дистиллята в час от емкости куба и температуре отходящего дистиллята 3"-Э8°С при продолжительности гонки 2 часа у всех трех исследуемых растекий.

2*1.2* Изучение влияния продолжительности экстракции и соотноаение - растительная ткань-окстрагент ка степень извлечения масел

Свежесрезанные побеги растения разрезали на части 2-3 см дли-яоа и поиеяали в стеклянные колбы, заливали петролейным эфиром и настаивали в течение I часа,-2-х часов, 3-х, 4-х, 5-та часов при комнатной температуре. Предварительно определяли влажность зеленой массы растений и содержание 321.

I. Основное количество ЭХ всех 3-х эфироносов извлекается впервые 2 часа (рис.1 а,б,в) при соотношении ткань экстрагент 1:8.

г.Повывение температурь! экстра ген та положительно сказывается на выход 311, однако при сильной нагреве растворителя происходит интенсивное выделение, помимо ыасла, балластных веаеств (пигментов, восксв), потому рекомендуется нагрев не вызе *35°С (табл.1).

3. При изучении влияния продолжительности обезвоживания (хранение) ткани на выход ЗМ зкстраксией, выявлена тенденция лучшего выделения 01!, что объясняется тем, что при поотепеняоя потере влаги побегами продолжает идти гидролитические процессы, в результате чего-освобождается дополнительное количество а также преге-хедит раорувевие клеточячх стенок, что и огеспечивает более полнее

былод.Х

в) котовник

, «в • НО »0 XV (.пик.

. .о _

• /.У ц»

'.'А

■А

в® «о «о л»

зоо I

в) ЭЛЬШОЛЬЦИЛ

ц«-

_ г) жирант

У^'/У' - сбвжяя массе 5 внвй 10 Он«} 15 дней. • 80 дней

в» «10'/ мо м - . мв I . во «о м зоо

." Тюр»тич«сю<« кшаые и экспЕрмпентлльнме теми лмжяпостя (млада ЭМ

от депам и ишпестел жетмгеим

—•{ и 5 цм.—ч^. г)-«п| гинм!стчшнснм • '

и _

с.

в

« «■

«■ X и-

к ад-

ы

ас « А«-

К А*-

«ь

о и ад-

V ' : : - «Г • ■ - *>*■

V .. ■ . ■ У •. ч /

ШШё

14 чпм«

*<А «и Лак мД ж |)| ю» КА «п «т^яг^ияимим »<

Динамик« илколлгня» гоппонеиюъ ЭМ *0<р»н гя Анисового -В оитог^лг - <97»Г(а\ 1979Г(5», •

i-oJi4.tr С0Д[е*ание ЭМ; д-ГГША««»и»йл. {-«Тк« (ГЕЧО*, А - ¿ЛИМОНЕН" , . . - — >

извлечение ЭН растворителем (рис.1 г).

2.2. Особенности формирования вегетативных органов растениями котовника, лофанта и эльшолыши Еагрэна

Исследованные нами эфироносные растения, впервые изученные в культуру в условиях Абхазской АССР отличаются по биологии развития, включая длину вегетапионного периода. Это вполне объяснимо, т.к. они относятся к - семейств^ А^ОтЪсе^С *

Годы исследования, как ухе отмечалось, отличались по напряженности воздействия на растения ряда климатических факторов*

Сроки взятия проб соответствовали следующим фазам формирования куста:.бутонизация,.цветение, формирование семян (табл.3),, (в ряде случаев Орались 2-3 пробы на протяжении одной фенофазы)..

Как видно из представленных графиков (рис.3,4) при более благоприятных внешних условиях (1979г.) кривая, характеризующая нарастание массы вегетативных органов исследуемых растения имеет хороло выраженную куполообразную форму. Наибольшая масса вегетативных органов всех видов растение формируется в период массового распускания сопвег-'иг. Если исследуемые растения развивались при пониженных температурах (1978г.) интенсивность формирования надземных органов резко падала..Наиболее чувствительной в этом отношении оказались котовник, и элывольеия» иакскмаяьная.масса надзем-

/ •

ных органов у этих видов падала в 2-2,5 раза. На долю листьев и соцвет ий у лофанта и котовника приходится 50-70^ массы надземных органов-, у эльаольции _ 1*0-60$. Это ва*но, т.к. именно в них локализуются масла у данных видев з^арсносов.

-К^квыа на рис.З характеризуют нарастание массы куста котовни-•ва % Ьяьагйлькии, которые находятся в противофазе с кривыми отра-динамику относительного содержания в кусте листьев и СОЧЕТАЙ»

ТаСлаС» I

Ъыхъд fiP> v*tmtX teuveMtyMia pauttx обработок p%6teep*t**#»

«eOoros р«о?екав II Í H »Jc.OJt.mojoJ)

Çieirt

»mpMin« ш. го°а 1 3*®C 1 * го°с 35°C 1

torn m г«о ж»

a 120 leo г«о х»

tlllllMI)

o.iito.ci« 0.??t0,c:î o.iojo.ci o.îtîO.ct

O.SCîO.OJ tl.42jO.CIS 0,i6t0,CI6 0,»10,02 0,»)r0.C2

0,3!{0.01C 0.«h9.02 0.26t0.C!9 0, 5^0.02 O.tSjO.C)

0.3^0,(2 0,»*lO.OJ O.SOjO.M 0.«0tt>.C3 O.WtO.OJ

0,3«f0.02 0.6£>iP,C< ' O.JljO,« 0,SC^>.0* 0,010.04

o.kjo.ci e.z^tP.cz

■ O^SjO.OÎ 0.51 tp.»

o.iitP^: олно.сп о.едо.ем

O.IH^tCU 0.2*tp.0» 0.37(0,08

о.го^.ог o.sotp.oa о SOJO.QJ

o.2JtP,cii о,м±о,ог o.MjO.M

. 0^9.016 ' о,я»о,сг o.3itP.c3

(tftllll

e>. KO 180 M

Л ■•A»»

e.isto.« O.Í5tO,OI

••2ЗД02 O.VtP.OI 100 • »,»5* .

«.ÎOtO.Ce O.ntP. 1

о.зэд.сз

0,«>tP.0J O.J7tO.OJ

0.51,0.« O.ÄjO.CJ

о.и,р.ог O.CDtp.Ol < 0,T<tP.M 10.«

o,ih?.ct o.iato.cs o^ito.cj

O.KijO.tl O,«Ot0.0J 0.*«t0.C2

o,2to¿o,« 0,«t0.c$ а,».р,сг

0,2»t0.ca o.«¿tP.cJ 0,s*t0.0]

0,22(0.02 O.UjO.OJ 0,S*«I>,02

0,П|Р.С2 0,2«х0.сг 0,5210.62

O^tfOrfl 0,28t0.CI 0,Hi0,C5

O.ÎBtP.OÏ O.HtP.CJ 0.»5*0,04

0.«*tP.0J 0,(2(0.0}

о.л^.сг e.57tP.o« o.«>t<t>,os

; • ыи2.

м»М -1 >Цнм мш» ишвч к _и tfw рцшц цди| :__'_

j Д-wpw [ JL-mrfi* I И""» Ирм

ОТ» m

V е.* W " I».» и.t я.»

. п.» . . ■ OJO, и,а n.J. 27,8

^ •».• и.» п.* . па 27,«

■и «,« .. i»,» г*,г гм

, 10,0 ... I«,» .. И,»" 26,2 . 2М

М'"< M 18,1 ■ «вз ii.»

• «,Х . . Vfi • .1«,! ЯД 27.V

. ».Ï ' I«,» . , 14,0 2в,9 . 30,0 юга

(|мю*ам tant'. ••■• S.1 í,S . 17,3. • »,S Я,»

7,0 Ю.0 • IÍ.Í 29,9 > 2<.)

bau 9,0 . 13,2 ■ .. 22,1 • 27.» 23.Ï

(mm : 9Jt:' I4,»¡ , U.l " 26,1 ! 23,*

' • , .• »,♦ ■ 1в,Г 22,» ' 30.» • . 23.»

IMOM-HMMW Сяиш '..»•• • -

ои"|в.' • Inn.. J,» . 2,3, • 2«,» ■ 27,9

hoMWWit'lMU.'. »,* ■■■".■ t\t 1Г.Т 22.« S*,»

Отличие в динамике формирования цветков обнаруживается у растения лофанта. Если динамика накопления массы листьев находится также в противогазе к динамике формирования массы куста в селом, то динамика формирования соцветий хорошо совпадает с накоплением массы куста. Таким образом, климатические условия Абхазии наиболее благоприятны для лофанта анисового.

2.3. Динамика накопления ОМ в онтогенезе растений

Изучение динамики накопления ОД показало, что исследуемые виды растений различаются По интенсивности их накопления как в зависимости от фазы развития, так и от реакции на. условия года выращивания. Максимальное количество масла растения котовника и лофанта образуют в фазу массового цветения и несколько позже накапливают масло растения зльиольтаи (табл.Э).

В более прохладный 1978 г. с большим количеством осадков относительное содержание .эфирного масла в надземных органах снижалось и наоборот при повышенных температурах (1979 г.) заметно возрастало.

Изучение динамик»накопления масла проводилось как в селом растении, так и в отдельных органах (листьях,, стебли) (табл.2,5).

Накопление масел в органах и зет параллельно накоплению ОИ в целом растении, максимум содержания ЭМ совпадает с максимальным накоплением зеленой массы растекий, что соответствует фазе массового цветения (для котовника в ло4анта - середина-конец сентября; для элиолыага - середика-конец октября).

2.4. Компонентный состав СИ

Изучаемые масла представляли собой: котсзкик лимонный - бесцветная легкоподвижкая жидкость с приятным гарискучним запахом. $иэико-Хииические характеристики: сСД" 0,8810-0,8910;

-10-

I «

КО ТОМИК

7в ¿1.» г 9 П9 l-Wi&W шл »«л г» «4« iviQ ■

долит

—

элъшолъцив

Т.« *f4 »» CI* Л» IИ

i в fa« *♦ SJ.rn ЗЯ *

та ei« аа

W.J 4КНАМИКА ФОРМИРОВАНИЯ К*СГА НОЮЪИИКА, /ЮФАН1А, 9ЛЫ1ЮЛ*ЦИИ

«•»«.А

ж

s

MIVIHHK

/

/

т» л» «»»»m» ТВ Явь» »« . т» 6» в» tn

(в 7.9 Ht 11» ISMS«» ¿19 »» (в U.S <8.9 »9 г J (О

РиеА СеегношгниЕ wwi» ««»мпииим* я рттДгяпюнмпи и

гогобнякй, nofAMia излыяольцяи j^j /мш caaicrut

19Уа а

I9T9«.

ЯГ.

«

«

tn .*«!" »« «IIÍOU <1 «( ■ M«

Рис.6 fwjHOiumi* l4T*ír

шмппоченмми Í.M ' Мфмга мдесокио • t*w»t¡t Inm)

Х«ЧМИЛдАеи«оЛ,

,1- rf rtjfMOHfM

ir» m»-, ж»- m ion í«n ti /в,

Гис $ Ci*» mow-v? "it'wijy згА'аонмлЧ) ri>Mio¡M'HTA«n '

«С11?чщЛ <ЧМ»НЧ1)Г0 5 (n/10ffH№ (ЧТ9') t UKIFüHt-«íi4íh¿ • ¿ j¡dp>4íSe<M/>¿4¿ J В tlMWlç í л ;ЦИ1Р&лр; SV4ifl¿ •íMP№ irewim«*! /и""» Jor-««

«¿итрсчеклолц « гмлниом ,. ' ~ . ■

-и-

Таблица 3

Динамика накопления сырого масла в надземных органах растения котовника, лоданга ■ эльнольиии в онтогенезе (в f> ка абс.сух.массу)

Фаза развития растения J Котовник I Лофант ! Эльзольция !1978 ! 1979 ! 1978 ! 1979 ! 1978 » 1979

Формирование Начало - - - 0,85 0,89

куста Полное - - - - - 0,92

Бутояизаная Начало 0,56 0,67 0,62 0,50 0,94 I.2I

Середина - • 0,70 - 0,60 1,05 -

Цветете Еачаяо - 0,79 0,99 • 0,85 - -

Середина 0,60 1,20 " 0,81 1,50 1,00 1,04

Конец 0,6« 0,90 - - 0,95 0,98

Формирование Начало 0,53 - 0,48 1,20 _ 0,74

Семяя Иэлочно-восковая л

спелость 0,<i8 0,60 0,82 0,41 -

Восковая 0,40

спелость - — 0,60 -

Полная 0,52

спелость 0,40 0,39 0,47 -

X,WS<M,WeOí ofe- -I; спирты 40-75« j яофант анисовый - бесцветна«, подвижная жидкость с приятный запахом, 4изико-хами чески е показами* 0,9680-0,9810; 1ГЛ'- 1,516-1,519}^»4 - *6°t х.ч.--2; - 5-18. Наело элымльции - светло-желтая легкоподвижвая жидкость со своеобразный запахом и физико-химическими показателя-.. юи <£. 0,9*376, 1,488; к.ч. - 2,1-2,5} э.ч. 20,9-25,6,

На основании полученных Зязяко-химическях характеристик разработаны и утверждены технические условия на эфирные иасла (ТУ I8-I6-37I-8I, ТУ 18-16-362-81, ТУ I8-I6-36I-8I, ТУ 18-16-340-80).

Методой ГИ-ИО установлен детальный состав За. Идентифицировано в котовнике лимонном - 35 компонентов, лофанте - 29 компонентов, Эльяольеии - 19 компонентов.

Иетодом ГХХ в образцах ЗМ котовника лимонного определяли со-

-а-.

держание 8 основных компонентов: цитроиеллож, геракяол, кар«оф»л— лен, о< и ситрзль, нерол, ци грене ллаль, непета лактон;

в лофавте анисовой - <У- лимонен, зтжлгехсанон, охтев-1-ол-З, транс-кариофиллен, ыетялхавикол, метялевгеаол;

в альяолыаи - 1-охтевол-Э, /^-хзряфяллен, эльяольцня-кетон, цитровеллол, геранияапе<ат.

2.5. Изменение компонентного состава 23 в онтогневв растений

Содержание и состав ЭМ у растений лофанта, хотсвязга I 5а-иольеви определяется видом растевяя, фазой разЕ«ткж, & также ювя-лексом внеявях факторов.

Как уже отмечалось выв ев ОН жотошака хгнвввого изучалась динамика 8 основных компонентов (рис.5). "

Едя Со лее плавные изменения Сыля характерна длл «¿ж /-цятра-лей, содержание которых было несколько понеженным в вячале кзете-няя растений. Относительное содержание кятронеллола резго возрастало в начале массового светеняя я постепенно свзхалссь к вержоду созревания еемет. Содержание нерола пэвыкалось пзрадлельво увеличение общего выхода масла, во по нерв стерев»* асслиидлцчояного аппарата постепенно снижалось.

Содержание гераниола на начальных этапах ра зажги* рас теня» Медленно возрастало, затеи в середвне фазы светеия резхо падало в далее стабилизировалось на относительно постожнвси уровне. ц

Аналязнруя данные, отражавяве соотношения кежду отдежьвыш хоиповентамя ОМ котовника лимонного в онтогенезе, можно судить о генетической связи мечу гераниолом я цятровеллолсм н неролом я сятралями (рвс.Ь). Изменении содержания гераниола соответствует зеркальное изменение ситровеллола, а содержала нерола находятся в обратно я связя с содержанием «(я $ -с* трале». Суме гераняоА

Дллми*» кялоплегая * состав цеяэго эЗДмог» маеа лсфдни vmroium в процессе ря-нгтии рогтияЯ

ZtiitA ■

hat ршмтм :иаи ».»-г«- .V __ : J : ли- :Стн- iîpâec-

V . « ÎST IЙГ} »«»• î jJMM«

_ Vacfiy : i ; i - I

. • I 7 8 ГОД

W"" - 41-6 t.» - o.i 0,7 '

lítimm . • C.œ • 26,3 70,1 . 0,5 . 0,1 t,Ó •

',„ С.Л ,7.6 , 90.4 1,0 . о Л 0,8

iirerehfв ■ •

• 1.3». tó.l- 37,2 0,9 , 0,1 0,2 1.7

!кы«ю-аос«зе. O.ÍJÍ bi.6 * 34,8 2,2 . 0,3 • Oí 1,9

слеихть сект 0,5 2í,7 63,1 7,6 0,3 • 0,7 1,4

Iloíl»« euMOçtb 0,4 40,t U.7 ' ' 4,4 O.S 0Jt ' 1,1

■ ' ■ епш . 0,2? 3S.Í '87,4 5.4 0.» ■ 0,3 , t.I •

>4»n!¿vMHi» fjnri« •

tg?^ год '

О.Ь 40,0 .8,4 . . í,0

(«»ми ' 0.6 * Эт.» 60,4 . 0,6 , 0,1 . 0,4 l'o

Ь«лм цмтв™ 0.6Í> ° ег,0 ' IS 5 _ ,6 2,0 ,'0,3 1,1 !

Плетен. 1.3 40,? 80,1 , 1.2 0,1 0,4 1,0

,8.«« шит Ml' 1,66 ,28.« 66,0 3.8 о I, 0,4, 1,1

Itti .»10ЧОС1Ю«. I,ff» 22.6 69,0 6Л 04 0,5 1.5

сгеяисть сэмт ■ ' , '

По ihm trnom 0.60 . £,7 ¡в J 6.6 0.« 0,5 1,4

• («MW . 0,47 24,5 65,2 , • 7.4 0,8 P.S 1,6

1

tmil «вш™ * coct ft* целого офиряс» мсм If ' » пород игетадт вотоввияа лппнного

1»дл.5

Сазн рымтял a Ä ÏU. рктеиил ; tíc. i icyxyo i

Цйтро'.ь^ко : : rf- -

: ÏSÂ" í»"- .'«и*- i

; ли">:ла1 :р&ль -.(»л» ;

:Цтрв-| : «ел- ; : лол

Нерол

Ï7MM-Ï ÎOH

Бдгтоихмчи 0,55 2,0 . ; 978 го* - 15,0 21,8 0,6 11,0 15,0 В,В 16.5 14.8 25,4 35.4 ге.о 1,5

Змыо цмтеня* 0,68 гл 0.8 11,7 16.4 16,4 24,1 27 Л 1Л

Серею» цпеin. 0,63 2,0 0.9 И,9 16.3 15 ,в 24 Л 27 Л 1Л

Конец ЦМТенЯЯ 0.60 2,3 1,4 9,7 14.7 15,8 26.3 28,4 1.4

1оЛ<>ЧЮ-ео№»М о.а 1.7 1,9 9.0 14.0 17,1 28,3 27,0 1.0

спелость о.б: 1,5 1,6 6.5 6.5 19.9 33,5 26.0 1.5

йолнм С&вЛОСГЪ 0,48 J.I ! Л 7.3 11,6 17,8 33.0 26,1 1.9

сейш 0,40 I.I 1Л 10.0 I«.0 14.0 29.0 ЭОЛ ОД

Т 97 9 год

CjrromuuiK 0.67 гл 0.4 10,0 15,4 20,0 £2.5 28.5 1.7

Начмо цмтения 0,70 1.3 1.4 9,7 14.5 16.7 ¡4.3 31,5 0.8

Середвна ц»е|ои. 0.79 1,4 1.4 7.5 12,0 14.6 29,9 33.2 -

Конец цветения UO 1.5 1,4 7,0 10,4 17,8 31,0 ХЛ 1,0

Иыоте-юеном« 0,90 2.3 4,3 7.7 хс.е 21.3 29,е 21.4 2.4

спелость 0,60 IА 2.7 5,6 8,9 20.4 35,2 0.9

Оолнм спелость семи 0,52 0,9 1,5 5.6 8,8 20,6 32,7 2£.4 1.3

к ни троне ллола, а т&кке сумма нерола * ни трале я в образцах 2М в течение вегетационного периода практически не меняется. Для 1-оа пара соединений было вы логично предположить взаимное превращение их по схемам окислительно-восстановительного механизма. Однако, образование только транс-формы (гераниола) при окислении ситро-неллола не вполне понятно, хотя возможность такого механизма не исключена. Динамика накопления этих соединений позволяет с больней вероятностью предположить, что центронеллол является вторичным .продуктом и процесс «дет лишь в направлении гидрирования.

Иной характер имеет связь между неролом я </, £ -штралями.В данном случае, связь между ними осуществляется либо через образование промежуточных малостабильных соединения, либо само их образование из предшественника, представляет собой конкурирующие процессы. '

Таким образом, изменение компонентного состава ОЦ котовника определяется интенсивностью окислительно-восстановительных пропео-сов, происходящих в местах их накопления или синтеза» Общее направление этих процессов в растениях обуславливает образование в течение всего периода вегетации непредельных спиртов (гераниола и нерола). Во время цветения в растениях создаются воостановителыше условия (интенсивный фотосинтез), приводящие к резкому снижению содержания в Э31 непредельных спиртов * увеличению количества более' насыщенных соединения,.Причем восстанавливается преимущественно туавс-Форма (гераниол), в то время как вис-форма (нерол) более склонна к процессам окисления (дыхание).

В осразиах эфирного мзс.-а лофанта исследовали динамику б компонентов.

Состав" ЭИ этого растения характеризуется (рис.б) высокой ско-

-/Г-

ростьо синтеза мелгдевгенола в период фазы кассового иве те га я растет. Хгяидкз накопления мвтилхавикояз идет с болев востоеп-вов скоростью. Накопления его сзраллехьно изменению общего ссдержав* ж масел ■ достигает аохсимума также в период массового пвете-яжж.

Относительное содержание метялевгенола и метиххавикола находится ■ противогазе, что является подтверждением тесвоя связи био-сжнтеэазтих соеджвенж.

Еамевекже содержания остальных компонентов практически совпадаю с динамикой мсжягаоалввия. ■

Н». в а ход к компонентны* состав эздяого масла заметное влия-вие оклэдвавт климатические ус леве я года исследования. В холодный 1978 г. вахоапвве касея исследованными растениями проходило с яевьвес «атеасивностьв. Пагодяые условия отражается я на динамике вакса леса я в ЭХ отдельных компонентов, что говорит о зависимости хода вторячиых процессов обмена веаеств отвнеяних условий, хотя -эта зависимость очевидно проявляется менее резко, т.к. кемзоневт-. вма состав масел в больаея степени сгределев.генетически,'чах . «гросесс общего мае до накопления (рис.2а,б).

В эа эльаолыхии обнаружено 5 освовных компонентов: (1-окте-иол-3, /■-кзрио4*л«н, эльдольсия - кетон,геранилацетат). Содержание эльзолыяя-кетона;.в; осраззах составляет 81-95^. Это масло наиболее стабильно, изменения его компонентов незначительно варьирует в онтогенезе растения., >'•

Изучению подвергались масла, полученные из листьев и сосве- • па. Компонентный состав масел,'полученных из отдельных органов/, растение идентичен, целому 32,'отмечены некоторые колебания содер-жанаялг.яь отдельных, компонентов.- . *• . ^ • • '

Таких образом, изучение компонентного состава ОМ исследуемых' видов растений показало, что он весьма существенно зависит от вида и этапа развития растений, и мало меняется в зависимости.от климатических условий. В ходе синтеза компонентов ЭМ отмечены два. • основных направления:

1) часть компонентов иасел связана друг с другомцепью взаимных превращений;

2) во второй случаепрямой зависимости не наблюдается и их содержание определяется облшм ходом метаболизма.

При выделении ЭМ в промышленных целях можно рекомендовать различные сроки уборки зеленой кассы растений,.что дает возможность регулировать выделение масла нужного состава и качества.

2.6. Изменение содержания и состава эфирных масел при хранении зеленой массы до переработки

Вегетативная масса эфиромасличных растений при хранении теряет часть.содержащихся в ней ОЦ. Так как в производственных условиях не всегда удается переработать сырье сразу - устанавливали, как меняется содержание и компонентный состав масел при вынужденном хранении растений-эфироносов.

Определение содержания, состава и влажности сырья ЗМ проводили каждые 4-5 дней в течение 15 суток.

Результаты исследований показывают, что за 5,10 и 15 дней хранения маслячность падает соответственно у котовника на 15,8, 22,8 и 24,5, у лофанта - на 10, 20 и эльгольции - на 15,22 и 253.

Параллельно о уменьаением количества ЭД менялся и его комло-нентныя состав. 3 котовнике лимонном в первые дня хранения имеет место окисление нерола в ¿5-цитраль и восстановление гераниола до цитронеллола, в дальнейзем содержание верола возрастает, одно-

временно снижается количество Vи ^-цятралей.

В лофанте анисовой содержание в сырье метилхавикола снижается несколько быстрее чем остальных компонентов, что приводит к уменьшению концентрации его и увеличению содержания метилевгенола.

В процессе хранения.эльиольции Патрона состав масла не претерпевает особых изменений^ но его содержание уже в первые дни хранения скошенной зеленой массы уменьшается более, чем на 15*.

Исходя из вышеизложенного, в виду потерь масла при обезвоживании за счет улетучивания,.а также изменения между отдельными его компонентами вследствие происходящих окислительных процессов целесообразно вести переработку сырья в первые сутки сбора расте-,

кия. x ,

ВЫВОДЫ

1. Интенсивность накопления масел котовником, лофантом и эльволькией определяется как видом растения - эфироноса, местом •. их синтеза, этапом онтогенеза; так и климатическими факторами места выращивания. ■

2. Лучаими условиями для выделения препаратов эфирных насел

)

из вегетатовных и репродуктивных органов изученных растений являются при отгонкемасла с паром - продолжительность процесса - 2 часа, скорость>отгонки - 7 млДин., температура отходящего дистил- -лята 34-38°С, давление - 3-4 атм, при,экстракции летучими раство-, ригелями - двухкратная экстракция продолжительностью 2 часа,и ели- , вом .экстрагента. через I час. (температура экстракции *35°С).:

- 3. Наибольшую массу вегетативных и репродуктивных органов в< тияячкш для условий, Абхазия году растения котовника, лофанта и • эльоольции:накапливают, в середине, фазы цветения, которая наступает у. изученных, рас тений в. разные календарные срох2;Еа; долю листьев' •

и соцветий у лофанта и котовника приходится 50-70£ »асси надземных органов, у зльиольции - 40-60£. Реакция растений на изменение климатических условия (снижение среднемесячной температуры, увеличение количества осадков в вегетационный период), выражающаяся в изменении темпов формирований массы органов, наиболее сильно выражена у котовника и эльвольции, .Лофант в первую половину вегетационного периода слабее реагирует на неблагоприятные условия года.

4« Растения котовника и элыпольции'в ходе вегетации накапливают примерно равное количество масел, тогда как лофант

Уменьшение среднемесячных температур и увеличение количества выпавших осадков приводит к снижению темпов накопления масел в среднем на 15-20$. У котовника высокое содержание офирвых масел поддерживается в зависимости от условия вегетации на протяжении 1^-30 днеа, ло$анта - дня, эльюольции- 50-55 дней.

5. В составе эфирного масла котовника выявлено 35 комлевен-тов, лофанта - 24 компонента,зльшолыанг- 19 компонентов. Подав-дягаее Солъзанство идентифицированных компонентов являются терпе-иоидамя и их окисленными производными. ' ;

6. В онтогенезе растения-зфироносов в ходе накопления "масел ; существенно варьирует их компонентный состав как за' счет их взаимо- ' превращения, так и измевекия интенсивности биосинтеза отдельных соединения. }!аиболее четко генетическая связь в масле котовника прослеживается между гераниолом и цитронеллом и <?£, ß -сиграляни

я нероле», а в масле ло^онта - между хетилхавиколом и метилевгено-лом.

7. Обезвоживаете кассы надземных органов в ходе ее высушивания сопровождается как снижением общего содержания 05f, так и кз-пененая1Э1 соотнсэения между отдельными компонентами. Названные

процессы происходят с высокой скоростью ухе в течение первых пята оутох. Изменение состава Э1Г происходит за счет воачиопреврахеняя компонентов и их улетучивания.

CAKTZ4ECXZ2 РЕКИЩАШ I* Для промышленного получения 321 рекомендуется паровая отгонка сырья лофанта анисового, котовника ¿именного, эльвольсии Патрэва при совладении вк=е указанного технологического ре юта.

2» Ери переработке методом экстракции целесообразно взвле-влхь наело за 120 мин. для всех 3-х эфироносов при соотнокении . шссы навески - экстракция 1:8 с нагреванием мисцеллы до O50Ci \У„ Сбор сырья для получения максимального содеркаяия и качественного состава масел рекомендуется проводить в сроки для мьвольц»* - середина-конец октября, для котовника и лофанта -середина-конец сентября» . . ; •

,4. Переработку сырья лучие вести сразу посла уоорки, т.к.' ухе в первые 5 суток хранения масла потери составляют 15£.

-."5. Эфирные масяа долхны соответствовать техническим условиям; ва йфирные масла-котовника лиыонного ТУ I8-I6-37I-8I, лофанта . анисового ГУ 18-1б-Зб2-51,'элыгольдаиГУ I8-I6-36I-8I, па сырье эльяолыгеи ТУ 18-16-3*0-60. .'/ .• ' .

■ СЖССГОПШЙХгадНШХ РАБОТПО ТЕЗЕ ДЙССБИАЮТ

1. Эсвандтая Мумладзе Ц.Г. Продуктивность некоторых эфиро- • масличных растений в условиях влажных субтропиков. Тр.Сухум. • ■

•'• оп.станска ЭйС,. изд-во-*Алавара*,-1980, с.87 . , • . .

2. Замуреенко В.Н., КсюевН.А., Нумлгдзе Ц.Г..Дмитриев Л.Б.,

- Грандберг И.И. Идентификация компонентов.эфирного масла непеты лимонной. Изв.ТСХА, вып.5, 1980,. с.167-169».

3. Замуреенко В.Н., Клюев Я. A.,, ifyir лад зе И.Г.» Дмитриев МБ,",' ГрандСерг И.Й» Исследование состава Эфирного масла лофанта' анисового. Кзв.ТСХА; вып.6, 1980» с. 164-166. .'■ - '

-¿С- ■

Дмитриев Л.Б., Мумладэе М.Г., Эсвандгая ГЛ.» Яхобашвили Н.3„ Грандберг И.И. Динамика накопления эфирного масла котовника, в течение вегетации и при хранении сырья. Изв. КУЛ., вып.Э, 19Э1 г., 0.75-81.

5. Дмитриев Л.В., Мумладзе М.Г., Клеев H.A., Кобахидзе И.П., Грандберг И.И. Динамика накопления эфирного масла -fiqasiac/e -}cet)>ci'?utn , Кзв.ТСХА, выл.б, 1981 Г., с.86-91.

6» Мумладзе М.Г., Длавиаавили U.E., Эсванжия Г .А. Технико-химические исследования эфирных масел лофанта, непеты и эльвояь-ции Патрини. Конференция молодых ученых по актуальный проблемам пищ.промышленности И пятилет., Тезисы докл., Тбилиси, 1981 г., с.121.

7. Мумладзе М.Г., Джаниашвили M.S., Зсванджия ГД» Некоторые сведения об эфирных маслах новых культур. Сб. "Еовые пищевые и кормсвые растения в народном хоз-вв*. Изд. "Наукова думка", Киев, 1981 г., с.57-58.

8. Дмитриев Л.В., Клеев H.A., Хумладэе M.F., Замуреенко В.И., Зсванджия Г.А., Грандберг И.И. Эфирное масло элыаольции Патрэ-на. Изв. ТСХ4, вып.З, 198t г., с.171-175.

9. Мумладзе К.Г., 2сванджия Г.А. Анализ эфирных масел новых растения. Всес.научно-техн.конферениия молодых ученых и аспирантов, пасяяцен. 60-летко образования ССС?, г .Акаеву ли. Тез. докл. Аяасеули, 1983 г., с.90-91.

Ю.Мумладзе М.Г., Клеев H.A., Грандберг И.К. Накопление эфирных масел и их основных кемпонентов, в онтогенезе эфироносов Е pahtn , L ял is j (us , A'fp&ta с. v a It, с Jet о . Всес.теХн.ссвездние "Основные направления научных исследование по интенси$«кации эфирномасличного производства" (ХУ симпозиум по эфиромасличным растениям и маслам). г.Симферополь, Теэ.докл., Симферополь, 1985 г., ч.1, о.92.

И.^умладзе К.Г., Эсвандтая Г.А. Изменение содержания и качества эфирных масел ло?анта анисового, котовника лимоьного и эльзоль-пил Глтрэна, при хранении. Есео.научно-техн.совещание "Основные направления яаучкнх исследования пэ интенсификации эфиро-масл.грсизводстра*. (1У симпозиум по эфироиасличным растениям и уделам). г.Симферополь, тез.докл. Симферополь, 1985 г., ч.П, с.133.

Л-58744. 18/111-86 г. Объем I'/2 п. л. Заказ 911. Тираж 100

Типография Московской с.-х. академии им. К. А. Тимирязева 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул., 44

Бесплатно