Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 8
1.1. Семейство Lamiaceae. Общие сведения 8
1.2. Нейтральные липиды семян растений СЄМ. Lamiaceae 10
1.3. Характеристика жирнокислотного состава липидов семян растений сем. Lamiaceae 14
1.4. Роль, липидов в хемосистематике 26
1.5. Структура и состав триацилглицеринов 28
1.6. Влияние условий произрастания на липидный состав семян 36
1.7. Липиды надземной части растений семейства Lamiaceae 39
2. Результаты и обсуждение 45
2.1. Состав нейтральных липидов семян Z6 растений семейства Lamiaceae 45
2.1.1. Особенности состава свободных жирных кислот 57
2.2. Структура триацилглицеринов семян 21 растения семейства Lamiaceae без учета стереоизомеров 60
2.3. Полный состав и структура триацилглицеринов семян 4-х растений семейства Lamiaceae 70
2.4. Состав и структура триацилглицеринов семян Gaieopsis bifida, содержащих необычные кислоты 77
2.5, Изменения липидов семян Pleetranthus glaucocalyx под влиянием условий произрастания 81
2.6. Липиды сырья и отходов производства лавандового и шалфеиного масел 95
3. Экспериментальная часть 107
Выводы 120
- Нейтральные липиды семян растений СЄМ. Lamiaceae
- Влияние условий произрастания на липидный состав семян
- Полный состав и структура триацилглицеринов семян 4-х растений семейства Lamiaceae
- Липиды сырья и отходов производства лавандового и шалфеиного масел
Введение к работе
В подавляющем большинстве растения семейства Lamiaceae являются ценными эфироносами и содержат биологически активные соединения. Ряд растений культивируется для использования в качестве сырья эфирномасличной и фармацевтической промышленности.
Изучение липидов дикорастущих и культивируемых видов Lamiaceae актуально и с теоретической, и с практической точки зрения.
По имеющимся в литературе сведениям, липиды семян растений данного семейства достаточно разнообразны по набору жирных кислот, входящих в ацилглицерины. Изучение тонкой структуры ацил-глицеринов с широким спектром жирных кислот - наиболее трудная проблема химии липидов, решение которой важно для выяснения многих вопросов, связанных как с биосинтезом и метаболизш липидов в клетке растения, так и с технологическими и физиологическими свойствами растительных липидов,
В ботанической систематике семейства Lamiaceae многое до настоящего времени остается спорным. Накопление и систематизирование данных по составу жирных кислот и ацилглицеринов запасных липидов поможет выявить особенности, свойственные определенному виду, и, таким образом, использовать липидный состав в качестве дополнительного классификационного признака,
В настоящее время в связи с ростом выработки эфирных масел в СССР первостепенное значение приобретает более полное и комплексное использование эфирномасличного сырья, так как наряду с эфирными маслами из отходов производства можно получать жирные масла, воски и другие продукты, пригодные для использования в парфюмерно-косметической, пищевой и других отраслях промышлен- ности.
Актуальность исследований в области комплексной переработки эфирномасличного сырья была подтверждена Постановлениями Государственного Комитета при Совете Министров СССР по науке и технике от 3 апреля 1975 г. и от 5 апреля 1977 г., а также принятыми ХХУІ съездом Коммунистической партии "Основными направлениями экономического и социального развития СССР на 1981-1985 годы и на период до 1990 года".
Изучение содержания и состава липидов в отходах производства эфирномасличной промышленности поможет обоснованно и целенаправленно проводить поиск путей их утилизации.
Цель данной работы заключалась в установлении состава и структуры запасных и поверхностных липидов различных таксономических групп растений семейства Lamiaceae, липидов основных промышленных эфирномасличных культур этого семейства, а также отходов их производства.
Научная новизна работы заключается в следующем:
Получены данные о составе нейтральных липидов семян 27 ви-дов растений Lamiaceae, произрастающих в основном в Средней Азии. Впервые среди запасных липидов высших растений обнаружен новый класс - метиловые эфиры жирных КИСЛОТ.
Выявлена специфичность состава жирных кислот, находящихся в растениях в свободной форме.
Для 24- видов впервые установлены состав и структура запасных триацилглицеринов. Обнаружено специфичное для среднеазиатских видов растений распределение олеиновой кислоты в среднее положение sn-триацилглицеринов.
Показана возможность использования данных по составу жир- ных кислот и структуре триацилглицеринов семян для решения спорных вопросов систематики этого семейства.
Впервые проведен стереоспецифический анализ триацилглицеринов, содержащих 5,6-октадекадиеновую кислоту и эпоксикислоты. Выявлена зависимость характера распределения эпоксикислот от их структуры.
Из ЛИПИДОВ семян Galeopsis bifida Boerm. выделены 2 новые природные оксокислоты.
Получены новые данные о влиянии условий произрастания на состав нейтральных липидов семян, содержание в них неординарных кислот, структуру триацилглицеринов.
Впервые подробно изучен состав липидов сырья и отходов производства лаванды и шалфея, а также восков этих культур, попутно извлекаемых в ходе промышленного выделения эфирных масел, и показано, что отходы являются дополнительной сырьевой базой для получения биологически активных липидных концентратов.
Практическая значимость работы состоит в том, что результаты исследования жирнокислотного состава и структуры триацилглицеринов семян растений семейства Lamiaceae могут быть использованы в систематике для уточнения местоположения отдельных видов внутри семейства.
Модификации отдельных ступеней стереоспецифического анализа используют в лаборатории химии липидов Института химии растительных веществ АН УзССР при изучении структуры триацилглицеринов.
Результаты исследования состава липидов отходов лаванды и шалфея использованы ВНИИЭМК (г. Симферополь) при разработке малоотходной технологии переработки эфирномасличного сырья.
Данные по химическому составу восков указанных отходов были использованы парфюмерно-косметическим объединением "Дзин-тарс" при разработке косметической продукции нового типа»
Настоящая работа является частью исследования, проводимого в Институте химии растительных веществ АН УзССР по химическому изучению растительных липидов, поиску общих закономерностей их структурного состава, выяснению влияния экологических условий на липидный состав.
Научный консультант - член-корр. АН УзССР Глушенкова А.И,
Нейтральные липиды семян растений СЄМ. Lamiaceae
В последние годы возросло количество исследований, направ- ленных на глубокое химическое изучение растительных липидов различных семейств, в том числе и сем. Lamiaceae. Цель, этих работ - поиск и выявление перспективных для промышленного использования масличных растений, более полная фитохимическая характеристика лекарственных видов, установление структуры многих необычных липидных компонентов, обнаружение хемосистематических признаков видов внутри семейства, Липиды семян служат объектом большинства исследований, так как именно семена являются местом локализации запасных липидов. Масличноеть, основные показатели и общий жирнокислотный состав определены у семян более чем 250 видов Lamiaceae, относящихся к 61 роду /21- 38/. Как правило, это высокомасличные семена, содержащие от 20 до 30% масла. Более того, одна треть изученных видов содержит до 4-0, ряд видов - от 10 до 20 и лишь единичные виды - до 10% жирного масла. В более ранних работах, где использовались менее совершенные методы анализа липидов, основной характеристикой являлись физические и химические показатели: показатель преломления (n 4 ), удельный вес (d ), число омыления (ч.о.), число Генера (ч. Генера), йодное число (й.ч.), кислотное число (к.ч.) и другие /39/. Для липидов семян изученных видов Lamiaceae эти показатели колеблются в следующих интервалах: djj 0,9115 - 0,9288; п 1,4753 - 1,4869; n 1,4642 - 1,4823; ч.о. 168,0-206,2 мг КОН/г; ч. Генера 93,36 - 96,93%; к.ч. 1,1 - 17,4 мг КОН; й.ч. 82,0 - 249,4% J2? содержание неомыляемых - от следовых количеств до 4% /22-34,36/. Эти данные свидетельствуют о высокой степени ненасыщенности липидов растений данного семейства, о низком содержании в них соединений, сопутствующих триацилглицеринам (ТАГ). Во многих случаях в запасных растительных липидах наряду с ТАГ обнаруживают и неполные ТАГ - моно(МАГ)- и диацилглицери-ны (ДАГ), а также свободные жирные кислоты (СЖК). Эти липиды являются промежуточными продуктами биосинтеза ТАГ в развивающихся семенах растений и за исключением С1К, как правило, отсутствуют в зрелых семенах /40/. Известно также /41/, что при стрессовых условиях в семени интенсифицируются гидролитические процессы, которые могут приводить к гидролизу ТАГ с образованием их полупродуктов. В следовых количествах МАГ и ДАГ присутствовали в семенах культивируемого вида Lavandula vera /35/, Galeopsis bifida /36/, Origanum vulgare /38/. Из других растительных семейств эти неполные ацилглицери-ны в количествах от 0,1 до 1,7% были обнаружены в маслах пяти дикорастущих видов сем. Asteraceae /42-45/.
Количество СЖК, присутствующих почти во всех растительных маслах, в зависимости от зрелости семян, колеблется от следовых количеств до 12% /40,42-45/. В изученных маслах сем. Lamiaceae верхний предел их содержания не превышает 2,4% /35-38/. Многие из соединений, сопутствующие ТАГ, играют важную роль в жизнедеятельности и метаболизме растений, несмотря на минорное содержание (как правило 1-2%). Часть этих соединений не омыляется спиртовой щёлочью и определяется при анализе жиров и масел как "неомыляемые", часть - хотя и содержат ацилы жирных кислот - не гидролизуется в мягких условиях щелочного гидролиза липидов. Среди неомыляемых соединений идентифицированы углеводороды, жирные спирты, свободные стеролы, тритерпенолы и ряд других классов соединений. Подобные соединения, присутствующие в сумме липидов семян растений сем. Lamiaceae, изучены мало. Из углеводородов обнаружены изопреноидный углеводород сквален /36/, парафины ряда С14 " 36 /25»51»35/» Высокомолекулярные спирты включают алкано- лы С32-С34 /53/» ли 5 с24""с30 /38/ с чётнш числом атомов С. Среди стеролов идентифицированы кампестерол, стигмастерол и J -ситостерол с преобладанием последнего /18, 26, 35, 36/. Для химической характеристики семейства важным хемотаксо-номическим признаком является наличие тритерпеноидов /16/, обнаруживаемых как в вегетативных органах, так и в семенах. Из тритерпенових спиртов в семенах Lamiaceae встречаются снободные сС - и -амирин, из тритерпенових кислот - урсоловая /16,18/. В оболочке семян Lavandula vera урсоловая кислота присутствует в свободной форме, в то время как в ядре - в виде ацетата /35/. Пигментный комплекс масел семян Lamiaceae включает сС - и J -каротин /25,26,31,37/ и. хлорофилл "а" /25,26,31,35/. К минорным компонентам, встречающимся в семенных липидах и не гидролизующимся в условиях щелочного омыления ТАГ, относятся сложные эфиры жирных кислот с тритерпеновыми спиртами, стеролами, восковые эфиры. Эфиры стеролов были обнаружены в следовых количествах в семенах Nepeta pannonica /35/. Нейтральные липиды других видов Lamiaceae на их присутствие не исследовали. Восковые эфиры найдены в маслах семян Nepeta pannonica/35/ и Lavandula officinalis /38/. По данным масс-спектрометрии они представляли собой сложные эфиры насыщенных спиртов Cj6, Cj8, С20» С22 и кислот 14:0, 16:0, 18:0, 20:0, 22:0, среди которых арахиновая (Cgg) кислота составляла более половины от общей кислотной суммы. Недавно в липидах семян Lamiaceae были обнаружены новые компоненты, В семенах Eremostachys moluccelloides /46/, впервые для липидов сем, Lamiaceae, найден ди-2-этилгексилфталат.
Ранее природные эфиры фталевой кислоты были найдены в различных органах высших растений сем. Umbelliferae /47, 48/, Balanitaceae /49/, Lauraceae /50/, Диметиладипиновую кислоту /35/ идентифицировали среди жирных КИСЛОТ Lavandula vera. Приведённые литературные данные свидетельствуют о наличии в семенах Lamiaceae как обычных классов липидов (ТАГ, ДАГ, МАГ, СЖК и их эфиры со спиртами, стеролами, тритерпенолами), так и неординарных, таких как фталаты и дикарбоновые кислоты. Таким образом, нейтральные липиды семян сем, Lamiaceae представляют собой перспективный объект для изучения. Жирные кислоты суммарных липидов являются наиболее изученными структурными элементами липидов семян. Все растительные жирные кислоты могут быть разделены на две основные группы: неспецифические или ординарные и необычные, специфические. Ординарные кислоты пальмитиновая (16:0, гексадекановая), олеиновая (18:1(9), цис-9-октадеценовая), линолевая (18:2(9,12), цис-9,цис-12-октадекадиеновая), - линоленовая (18:3(9,12,15), цис-9,цис-12,цис-15-октадекатриеновая) являются обязательными компонентамилипидов воех частей растений и составляют большую часть кислотной суммы. В минорных количествах в маслах семян обнаруживаются кислоты лауриновая (12:0, додекановая), миристи-новая (14:0, тетрадекановая) и стеариновая (18:0, октадекановая), В группу специфических входят кислоты, отличающиеся от ор-динарных своей структурой, а именно: кислоты с разветвлённой углеродной цепью, с иным, чем в ординарных кислотах, положением или конфигурацией олефиновых связей; кислоты, содержащие в качестве заместителей эпокси-, гидрокси- и оксогруппы /51-55/. Специфические кислоты встречаются у представителей отдель-ного(-ых) семейства(-в) в незначительных количествах и лишь в отдельных видах растений данных семейств составляют заметный процент от суммы кислот. В липидах семян Laaiaceae из кислот первой группы обнаружены 12:0, 14:0, 16:0, 16:1(9), 18:0, 18:1(9), 18:2(9,12), 18:3(9,12,15) /23-38/. Общеизвестно, что ненасыщенные кислоты имеют большое значение для жизнедеятельности организма человека, так как 18:2 и 18:3 входят в состав витаминов группы Р, или иначе "эссенци-альных" кислот. Кислота 18:1, не обладая физиологической активностью эссенциальных кислот, является синергистом 18:2. Для липидов семян растений Lamiaceae содержание суммы 18:1, 18:2 и 18:3 превышает 90% от общей кислотной суммы. На основе преобладающей ненасыщенной кислоты изученные масла семейства могут быть разделены на следующие группы: олеино-(18:1 от 45 до 70%), линолево- (18:2 от 35 до 75%) и линолен-обогащенные (18:3 от 45 до 78%). Из минорных ненасыщенных кислот в маслах Lamiaceae идентифицирована пальмитолеиновая (16:1(9), цис-9-гексадеценовая) Основной насыщенной кислотой нейтральных липидов этого семейства является 16:0, которая содержится в количестве от 1,6 до 12% (от суммы кислот). Максимальное содержание 18:0 не превышает 7,7% /23/ (Nepea giomerulosa), но чаще всего она обнаруживается в следовых количествах.
Влияние условий произрастания на липидный состав семян
Состав липидов семян может меняться под влиянием условий произрастания растений. Степень этих изменений зависит как от силы воздействия факторов окружающей среды, так и от вида и сорта растения, К факторам, влияющим на содержание и состав липидов различных органов растений, относятся почвенно-климатические и метеорологические условия: температура, интенсивность света, влажность, а также агрохимическая обработка почвы и растений и др. Показано, что на процесс накопления масла влияет весь комплекс факторов окружающей среды с преобладанием либо одного из них (чаще всего температуры), либо их сочетания, типичного для данной почвенно-климатической зоны /91/. У большинства растений под действием высоких температур снижается масличность семян /91-95/, особенно если повышение температуры происходит в период цветения или начальных стадий развития семян. В зависимости от степени влагообеспеченности почвы изменение масличности семян у разных растений проявлялось по-разному: увеличение числа орошений повышало масличность семян Eruca saiva /96/, но уменьшало её в семенах подсолнечника /97/. О влиянии других факторов на масличность семян известно очень мало. При исследовании влияния условий окружающей среды на химический состав семян рядом авторов отмечалось также изменение содержания отдельных классов липидов. Обнаружено, что в маслах некоторых масличных и орехоплодных культур пониженные среднегодо вые температуры способствовали увеличению количества J} -сито-стерола и уменьшению кампестерола /98/, токоферолов /99, 100/. Авторы последней работы /100/ указывают, что у арахиса может наблюдаться обратное: понижение содержания токоферолов при повышении среднегодовых температур. Многочисленными авторами показано, что наиболее чувствителен к воздействию факторов внешней среды жирнокислотный состав, С.Л.Иванов, проведший детальные и обширные исследования изменчивости масел семян более чем у 100 сортов и видов растений различных семейств /101/, в том числе 8 видов Lamiaceae, а также другие советские /91,95,97,99,102/ и зарубежные /92-94,103/ авторы показали, что накоплению ненасыщенных жирных кислот способствуют более низкие температуры. Эта тенденция сохраняется и для растений одной климатической зоны, когда средние температуры вегетационного периода одного года отличаются от температур другого. Длительное воздействие высоких температур (часто в сочетании с низкой влажностью) способствует увеличению содержания жирных кислот с одной двойной связью и уменьшению 18:2 и 18:3 кислот.
На содержание насыщенных кислот погодные условия сказываются мало. Полагают, что причиной этого является выработавшаяся в процессе эволюции тонкая регуляция активности ферментов, ответственных эа биосинтез определённых кислот /91/. Данные об изменении содержания кислот необычной структуры в зависимости от условий произрастания единичны. А.А.Бородулина и Л.Н,Харченко /104/, исследуя липиды са-рептской горчицы, содержащие эруковую (22:1) и эйкозеновую (20:1) кислоты, показали, что повышение температуры окружающей среды способствует увеличению этих кислот и 18:1 в семенах. Кляйман с сотр. /105/ указывали на то, что масло семян Lesquerella auriculata, для которого характерно наличие гид-роксикислот, в зависимости от зоны произрастания содержало либо больше 14--0Н-цис-П-эйкозеновой (лесквероловой), либо I2-0H-цис-9,цис-15 октадекадиеновой (денсиполовой) кислоты. В то же время колебания в содержании цис-6-октадеценовой (петрозелиновой) кислоты в маслах семян некоторых видов Umbei-liferae при их культивировании в различных климатах /106/ авторы не считают зависящими от климатических условий, а объясняют сортовыми различиями. Имеется единственная работа с указанием на изменения в распределении жирных кислот по трём положениям ТАГ под влиянием условий окружающей среды /107/. Авторами показано, что уменьшение температуры сезона вегетации приводило не только к уменьшению содержания 18:1 и увеличению 18:2 в ТАГ, но к изменению состава кислот во всех трёх положениях ТАГ. В основном, количество 18:1 снижалось в sn-I- при увеличении 18:2 в sn-2-положе-нии. Изменение жирнокислотного состава в sn-3-положении было незначительным. Г.В.Новицкая с сотр. /108/ отмечали, что при выращивании льна в условиях холодного и влажного вегетационного периода в ТАГ появляется добавочный вид 18:2-18:2-18:2 (ЛЛЛ), отсутствующий в условиях тёплого вегетационного периода.
Кроме того, происходит увеличение концентрации всех ТАГ, состоящих только из 18:2 и 18:3, и уменьшение уровня ТАГ, имеющих 1,2 или 3 остатка 18:1. Для растений сем. Lamiaceae детально изучалось изменение под влиянием факторов среды содержания и состава эфирных масел /Ю9/. Анализ имеющихся в литературе сведений о жирнокислотном составе семян растений данного семейства из разных мест произрастания (Америка, Европа, Средняя Азия) /22-38/ показывает общую для всех растений тенденцию снижения ненасыщенности для более теплого климата. Результаты исследований изменчивости липидного состава под влиянием условий произрастания имеют большое значение для повышения продуктивности сельского хозяйства, в частности, для селекции новых высокоурожайных сортов культурных растений, для направленного выведения масличных культур с улучшенными качествами масла. Примером успешного практического применения результатов исследований такого рода являются работы Л.Н.Харченко /91/, Созданием соответствующих условий среды, направленным отбором семян растений с нужным соотношением жирных кислот и последующим закреплением этого признака ей удалось получить высокоолеиновый мутант подсолнечника, содержащего до 84% 18:1, первый отечественный безэруковый низкоолеиновый сорт ярового рапса и низ-коэруковый сорт сарептской горчицы. Среди исследований по выявлению изменчивости липидов семян высших растений под влиянием условий окружающей среды нет ни одной работы, отражающей влияние какого-либо фактора среды на весь комплекс показателей, характеризующих липиды одного и того же вида растения, на их состав и тонкую структуру ТАГ, особенно содержащих необычные кислоты, 1,7. Липиды надземной части растений семейства Lamiaceae Липиды в растениях обнаруживают не только в семенах, но и на поверхности других органов: соцветий, листьев, стеблей. Так же как и запасные, эти поверхностные липиды (или воски) играют существенную роль в жизнедеятельности растений, выполняя разнообразные функции: предохраняют растения от механическим повреждений и инфекций, регулируют водный баланс, играют определенную роль при воздействии пестицидов и инсектицидов /ПО, III/.
Полный состав и структура триацилглицеринов семян 4-х растений семейства Lamiaceae
Малочисленность экспериментальных данных о составе кислот в sn-I- и sn-3-положениях ацилглицеринов не позволяет в настоящее время обнаружить определенную закономерность в структуре и составе растительных ТАГ. Некоторые особенности распределения ненасыщенных ацилов в sn-2-положение ТАГ, характерные для семян растений сем. Lamiaceae (см. выше) послужили основанием следующего этапа работы, который заключался в выяснении распределения кислот в sn-l- и sn -3-положения ТАГ семян 4-х видов растений этого же семейства и установлении стереовидового состава их ТАГ. Для исследования были выбраны виды растений с ТАГ, относящимися к трём различным по жирнокислотному составу группам: 18:1- (Phlomis regelii М. Pop,), 18:2- (Phlomis oreophilla Ear. et Kir., Galeopsis bifida Boenn.) и 18:3-обогащённым (Lavandula spica L.) /156,157/ и имеющие в составе жирных кислот 18:2(5,6). Состав нейтральных липидов и жирнокислотный состав отдельных липидных классов семян этих видов Phlomis были исследованы Д.Т.Асилбековой с соавт. /37/, G.bifida - С.Д.ГусаковоЙ с соавт. /36/. По их данным, в ТАГ этих видов содержалось 18:2 (5,6) 7,1% (Ph.oreophilla), 13,9% (Ph.regelii) и 2Д% (G.bi-fida). Данные о распределении 18:2(5,6) кислоты по трем положениям ТАГ в литературе отсутствуют. Стереоспецифический анализ проводили по методу Брокерхоф-фа /77/ с некоторой модификацией /158/. Чистые ТАГ гидролизовали панкреатической липазой. Из гид-ролизатов препаративной ТСХ в системе 10 выделили продукты реакции: нерасщепившиеся ТАГ, сумму sn-I,2- и 2,3-ДАГ и sn-2-МАГ, которые анализировали на жирнокислотный состав ГЖХ. Равенство кислотного состава нерасщепившихся и исходных ТАГ служило доказательством того, что липазный гидролиз не сопровождался изомеризацией. ДАГ, полученные из ТАГ панкреатическим гидролизом, фосфо-рилировали - . фенилдихлорфосфатом. Эту реакцию, как правило, ведут при комнатной температуре, время варьируют от 30 мин /73, с. 196/ до 14-20 ч /89, с. 269/. Фосфорилирование в этих условиях сопровождалось образованием артефактного соединения фенольной природы, которое не удавалось полностью отделить от фосфолипидов обработкой Na2co5 и КХ. При последующем ГЗКХ-ана-лизе МЭ жирных кислот фосфолипидов это соединение выходит вместе с МЭ 16:0, искажая результаты анализа. Мы модифицировали метод фосфорилирования (см экспериментальную часть), что позволило снизить образование побочного продукта от 33% до следовых количеств.
Полученные фосфатидилфенолы (їгФФ) гидролизовали фосфоди-пазой А, продукты фосфолиполиэа D-ФФ выделяли препаративной ТСХ Из полученных D-ФФ и лизо-ФФ метанолизом выделили МЭ жирных кислот. Из продуктов фосфолиполиза состав кислот лизо-ФФ непосредственно отражает состав жирных кислот sn-I-положения, а состав отщепившихся кислот - sn-2-положения. Результаты стере специфического анализа ТАГ Ц- х. видов приведены в табл. ІЗ, В этой же таблице приводим данные, показывающие, какая доля отдельной кислоты (в % по отношению к общему её содержанию в ТАГ) этерифицирует каждое положение. Из данных табл. 13 следует, что в зависимости от вида растения, насыщенные и ненасыщенные кислоты по-разному распределяются в sn-i- и sn-3-положения. Насыщенные (18:0 и 16:0) кислоты сосредоточены в основном в крайних положениях, однако в ТАГ 3-х видов растений в sn-i-положении концентрируются почти все насыщенные, а в ТАГ Ph.oreo-philla эти кислоты распределяются в sn -I- и sn-3-положения с небольшим избытком в snr-I, В двух видах Phlomis, ТАГ которых относятся к двум различным по доминирующей кислоте группам, 18:1 из 2-х крайних по- ложений предпочтительнее занимает вп-3. По содержанию 18:1 в sn-2-положении Ph.oreophilla отклоняется от обнаруженной закономерности распределения 18:1 в это положение у среднеазиатских видов Lamiaceae. У двух других изученных видов растений (G,bifida, L.spica) 18:1 - в основном в sn -1-положении ТАГ. В распределении 18:2 по крайним положениям общей закономерности нет: у 2-х видов обнаружен избыток этой кислоты в sn-I-положении (Ph.oreophilla, L.spica), в 2-х других - в sn-3. 18:3 в большей степени обогащает sn-3-положение (в ТАГ 3-х видов из изученных 4--). Далее методом Ag+ -ТСХ анализировали МЭ жирных кислот, выделенных из 2-МАГ и лизо-ФФ 18:2(5,б)-содержащих ТАГ. В семенах Ph.oreophilla в 2-МАГ 18:2(5,6) не была обнаружена, что дает основание сделать вывод о распределении её в крайние положения. Однако в 2-МАГ Ph.regelii эта кислота присутствовала, судя по интенсивно окрашенному пятну заметной площади (Rp 0,86, система 12). Все фракции лизо-ФФ показали присутствие 18:2(5,6). Количественное определение содержания 18:2(5,6) в 2-МАГ Ph. regelii проводила Д.Т.Асилбекова /156/. В 2-положении ТАГ этого растения лабалленовая кислота составляла 12% от суммы кислот.
Таким образом, 18:2(5,6) распределяется по всем трем положениям с предпочтением к крайним. На основании результатов стереоспецифического анализа рассчитали стереотиповой состав ТАГ (табл. 14). Для сравнения в этой же таблице приводится позиционно-типовой состав ТАГ, рас- считанный по методу Колемана. Как видно из табл. 14, для ТАГ растений Lamiaceae характерно в основном наличие 5 типов и полное отсутствие типов П3, ППН и НПП. Лишь в Ph.xegelii метод Брокерхоффа позволил выявить в следовых количествах тип ППН. Преобладающими являются типы ННН, ПНН и ННП, т.е. тринепредельные и монопредельные-ди-непредельные ТАГ. Большой разницы в содержании их по двум методам расчета нет. Однако расчет по Брокерхоффу показал большее видовое разнообразие ТАГ этих типов, причем для трех растений содержание и количество ПНН оказалось больше, чем ННП. 2.4. Состав и структура триацилглицеринов семян Galeopsis bifida, содержащих необычные кислоты Из токсичных для теплокровных липидов семян Galeopsis bifida, собранных в Башкирии, были выделены эпокси-, окси- и оксоацилглицерины /36/. Структуры жирных эпокси- и оксикислот, входящих в их состав, приведены в табл. I. Ввиду незначительного количества оксокислоты, а также состав и структура эпокси-ацилдиацилглицеринов (эп-ТАГ), авторами подробно не изучались. С целью установления характера распределения кислот в эп-ТАГ, а также структуры оксокислот, мы выделили из липидов семян G.bifida с помощью КХ фракции эп-ТАГ /157/ и оксоацил-глицеринов /159/. Распределение кислот в эп-ТАГ по трем sn-положениям изучали по методу Брокерхоффа /77/. Эп-ТАГ предварительно перевели в диацетоксипроизводные (диац-ТАГ), так как предположили, что оксирановый цикл на отдельных ступенях анализа в кислой среде может раскрыться с образованием гидроксильных групп, взаимодействующих далее с фос- форилирующим реагентом. Липолиз этих производных не шел ни в обычных условиях /157/, ни при изменении некоторых параметров реакции (времени липолиза, количества липазы, степени эмульгирования ТАГ), поэтому диац-ТАГ получали взаимодействием диац-ТАГ с этилмагний-бромидом (см. экспериментальную часть).
Липиды сырья и отходов производства лавандового и шалфеиного масел
Лаванда (Lavandula vera) и шалфей (Salvia sclarea) являются основными промышленными эфирномасличными культурами. Как одно-, так и двухступенчатая технология извлечения из них эфирных масел /7, 139/ предполагает обработку растений перегретым водяным паром, которая может существенно повлиять на состав и структуру липидного сырья. Представлялось интересным изучить влияние этой обработки на состав липидов надземной части и вместе с тем определить возможные пути их утилизации. Мы исследовали липидный состав сырья и отходов производства лавандового и шалфейного масел /163/, Лаванда и шалфей были взяты из сырья, подготовленного к переработке на дистилляционной установке совхоза-завода "Долина роз" Молдавской ССР, Свежее сырье представляло собой стебли с соцветиями (20 см от верхушки) вместе с листьями и семенами. Поскольку в сырье шалфея содержалось заметное количество семян разной степени зрелости, часть их отобрали и исследовали отдельно. В сырье лаванды семян оказалось значительно меньше, поэтому их не отделяли. Отходы лаванды и шалфея после паровой дистилляции отобрали сразу же после переработки сырья в заводских условиях. Извлечение липидов проводили кратковременной обработкой грубоизмельченного воздушно-сухого сырья и отходов смесью хло- роформ-метанол. При таком способе извлечения получается наиболее полный выход поверхностных липидов, а также частично нейтральных, полярных и, возможно, внутриклеточных. Так как предполагали изучение нейтральных липидов, после отгонки хлороформ-метанола провели реэкстракцию петролейным эфиром (40-60). Липиды из семян шалфея экстрагировали сразу петролейным эфиром по методике, обычной для извлечения запасных липидов (см. экспериментальную часть). Удалив петролейный эфир, получили в случае надземной части и отходов вязкие темно-зеленые жидкости с приятным запахом, в случае семян - светло-желтую подвижную жидкость со слабым приятным запахом. Далее из петролейно-эфирных экстрактов сырья и отходов обработкой CgHtjOH при -5 осадили воски, отделив их от маточного раствора фильтрованием. Выход их (в % от массы экстракта) составил 0,32 и 0,21 для лаванды и шалфея соответственно. Так как мы имели образцы восков, выделенных аналогичным путем на производстве, восковые осадки, полученные в лаборатор- ных условиях, не изучали. С помощью ТСХ в системе 3 в экстрактах надземной части двух растений сравнением с модельными соединениями обнаружили углеводороды, пигменты группы каротина, ТАГ, СЖК, свободные стеролы, пигменты группы хлорофилла и ряд неидентифицированных компонентов. В экстракте шалфея кроме перечисленных соединений найден склареол, который по хроматографической подвижности сходен со стеролами.
Сравнивая состав анализируемых экстрактов сырья с составом эфирных масел, выработанных из этого сырья (Молд.ССР), мы не обнаружили в липидной сумме заметного количества линалоола и линалилацетата. Очевидно, это объясняется тем, что перед извлечением липидов сырьё подвергали сушке на воздухе, в ходе которой эфирные масла улетучились. В липидах семян шалфея при ТСХ установили наличие в основном ТАГ и незначительных количеств (следовых) СІК, ДАГ и МАГ. В экстрактах отходов обнаружили те же классы соединений, что и в экстрактах свежего сырья. Таким образом, качественный состав экстрактов сырья лаванды и шалфея до и после паровой дистилляции идентичен. Однако в количественном отношении существуют некоторые различия: в экстрактах отходов значительно больше СІК и полярных соединений. Из экстракта отходов шалфея при стоянии выпал белый осадок, составивший 3% от массы экстракта. На основании ТСХ-пове-дения и данных ЙК-спектра (наличие полосы поглощения при 1715 см"1) его отнесли к высокомолекулярным насыщенным кислотам. По данным масс-спектра (присутствие пиков М+ с m/z 368-522) они являются гомологами насыщенных кислот C -C g с преобладанием кислот четного ряда. После разделения экстрактов отходов лаванды и шалфея КХ провели количественную оценку содержания отдельных компонентов. Фракции идентифицировали как описано выше при обсуждении состава запасных липидов. Соотношение между липидными компонентами, обнаруженными в отходах лаванды и шалфея, показано в табл. 22. Углеводороды по данным ИК- и масс-спектра являлись гомологическим рядом парафинов от Cj Д 33 Пигменты, судя по данным УФ-спектра, представлены 0 -каро-тином и хлорофиллами "а" и Полярные соединения подробно не изучали.
Общий жирнокислотный состав липидов сырья и отходов лаванды и шалфея, их ТАГ и С1К приведен в табл. 23. Из сравнения данных табл. 23 следует, что во всех липидных фракциях сумма 18:2 и 18:3 содержится в заметных количествах. Так, в сырье лаванды 18:2 + 18:3 составляет 62,3%, а в сырье шалфея - 69,9%. После дистилляции сырья снижается количество кислот 13:0 - 18:0, увеличивается 18:3. В отходах шалфея, кроме того, увеличивается содержание неидентифицированно- ГО СОеДИНеНИЯ Xg. Увеличение 18:3 в отходах двух культур и Т% в отходах шалфея, вероятно, происходит за счет соединений нелипидной природы, образующихся под воздействием влаготепловой обработки сырья и трудноотделимых от липидов при ТСХ и ГЖХ. Природу этих соединений не определяли, так как это не входило в задачи данного исследования. Таким образом, в отходах производства лавандового и шал-фейного масел установили наличие провитаминов группы А, витаминов группы Р, хлорофиллов, стеролов. Паровая дистилляция не оказывает существенного влияния на липидный состав экстрактов и поэтому отходы эфирномасличного производства могут служить дополнительным источником получения липидных соединений, обладающих биологической активностью. При применении экстракционного метода получения эфирного масла сумма липидных экстрактов извлекается в процессе экстракции растительного сырья и после концентрирования экстракта может использоваться в косметической промышленности. Воски, извлеченные из отходов лаванды и шалфея на заводе Центрального опытно-производственного хозяйства НПО "Эфирмасло", были представлены для исследования сотрудниками ВНИИЭМК (г.Сим- ферополь). Мы анализировали четыре образца: воски-сырцы лаванды (образец I) и шалфея (3), имеющие темно-зеленую окраску; осветленные воски лаванды (2) и шалфея (4) /164/. Осветление пергидролыо в кислой среде было предпринято на производстве для облагораживания восков. Предварительно общий состав восков определяли аналитической ТСХ, сравнивая хроматографическую подвижность отдельных компонентов в системах I, 3-П с литературными данными /165/ и с модельными образцами. Окончательное отнесение соединений к определенными классам проводили по данным УФ-, ИК-, масс-спектров и ГЖХ после выделения их многократной препаративной ТСХ в этих системах. Содержание компонентов оценивали по результатам препаративного разделения. Состав восков лаванды и шалфея представлен в табл. 24. Как следует из табл. 24, воски характеризуются сложным составом и включают по 7 классов соединений, среди которых преобладают сложные эфиры ( 50$ от массы во всех образцах). Воск шалфея содержит кроме того восковые эфиры и склареол, но в нем отсутствуют два соединения, идентифицировать которые в воске лаванды не удалось. Углеводороды составляют значительную часть всех образцов. По данным ТСХ в них обнаружили 2 типа соединений: парафины и ароматические углеводороды. Детально анализировали насыщенные углеводороды образцов 2 и 4. По данным ГЖХ в составе восков лаванды (образец 2) присутствуют следующие компонентв (в % от массы парафинов).
