Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 7
1.1. Семейство Астровых (Asteraceae) 7
1.2. Первичная характеристика растительных масел 8
1.3. Жирнокислотный состав масел семян растений Астровых 9
1.3.1. Неокисленные жирные кислоты 10
1.3.2. Гидроксикислоты 15
1.3.3. Эпоксикислоты 17
1.3.4. Оксокислоты 20
1.3.5. Биосинтез и метаболизм окисленных жирных кислот 20
1.4. Исследование состава нейтральных липидов семян 23
1.4.1. Липиды глицерольной структуры 25
1.4.2. Неглицерольные компоненты 35
1.5. Масло семян томата 42
2. Результаты и обсуждение 45
2.1. Характеристика пяти видов растений сем. Астровых 45
2.2. Состав нейтральных липидов семян 46
2.3. Ацилглицеролы, содержащие неокисленные жирные кислоты 50
2.3.1. Триацилглицеролы 50
2.3.2. Низкомолекулярные триацилглицеролы семян полыни горькой 54
2.3.3. Диацил- и моноацилглицеролы 60
2.4. Ацилглицеролы, содержащие окисленные жирные кислоты 61
2.4-.I. Эпоксиацилдиацилглицеролы 61
2.4-.2. Оксоацилдиацилглицеролы 72
2.4.3. Гидроксиацилдиацилглицеролы 74
2.4.4. Эпоксиацилгидроксиацилмоноацилглицеролы 87
2.4.5. Ди (гидроксиацил)моноацилглицеролы 91
2.4-.6. Диацилглицеролы 92
2.5. Исследование неглицерольных компонентов 96
2.6. Нейтральные липиды семян томата 103
2.6.1. Изучение состава нейтральных липидов 104
2.6.2. Стереовидовои состав триацилглицеролов семян томата 107
3. Экспериментальная часть 111
Выводы 132
- Первичная характеристика растительных масел
- Оксокислоты
- Масло семян томата
- Ацилглицеролы, содержащие окисленные жирные кислоты
Введение к работе
Изучение масел семян флоры Средней Азии является частью проблемы комплексного исследования растений, проводимого в Институте химии растительных веществ АН УзССР.
Глубокое химическое изучение масел семян различных семейств направлено на выявление закономерностей и особенностей состава липидов, установление структуры необычных компонентов, с целью систематики растений в пределах семейства, а также на поиск перспективных видов для промышленного использования*
Существующие классификации растений ряда семейств, в том числе и Астровых /I/, далеки от совершенства.
Многочисленные и систематические исследования химического состава растений показали, что определенная таксономическая группа (семейства, трибы, рода) имеет близкий качественный состав и в то же время содержит характерные соединения, отличающие ее от других. К таким соединениям могут относиться некоторые липиды необычной структуры: ацилглицеролы, кислоты, тритерпеноиды и др.
Следовательно, для решения вопросов таксономии, наряду с морфологическими особенностями, лежащими в основе классификации растений, должны учитываться и данные о строении специфических веществ.
Если для масел семян ряда растительных семейств выявлены характерные кислоты необычного строения, то обширное семейство Астровых наименее изучено в этом плане, а имеющиеся литературные данные почти не обобщены.
Поэтому накопление экспериментальных данных по химическому составу липидов семян вносит определенный вклад в разработ-
ку важной задачи - классификации растений,
В соответствии с Продовольственной программой, предусматривающей высокие темпы роста продуктов питания, крайне необходимо изыскание дополнительных источников не только пищевых, но технических и медицинских масел, с целью замены основных пищевых.
Значительный интерес в этом плане представляют отходы консервного производства - семена томатов, использование которых увеличит выработку растительного масла и кормового белка, что повысит эффективность производства в отраслях пищевой промышленности.
Решение этих актуальных задач невозможно без знания полного химического состава липидов и оценки свойств отдельных масел.
Все вышеизложенное определило цель настоящего исследования:
Установление состава нейтральных липидов семян пяти видов растений Астровых.
Изучение ацилглицеролов и неглицерольных компонентов.
Исследование состава нейтральных липидов и структуры триацилглицеролов семян томатов.
Научная новизна работы состоит в следующем:
Впервые проведено глубокое химическое исследование нейтральных липидов семян шести видов растений, которое позволило найти три новых типа ацилглицеролов с оксикислотами, новые компоненты запасных липидов - низкомолекулярные триацилглице-ролы с кислотами Сз:СГс7:0 и этиловые эфиры жирных кислот в семенах растений Астровых, а также выявить устойчивость томатного масла к окислению при хранении семян и установить струк-
туру триацилглицеролов.
Кроме результатов, имеющих научную новизну, выявилась практическая значимость работы:
Высокая масличность семян полыни горькой (более ЗОД, наличие в составе липидов низкомолекулярных триацилглицеролов и окисленных жирных кислот позволили отнести этот объект к перспективному источнику технического масла. На Ташкентском лакокрасочном заводе определена возможность использования масел семян полыни горькой и томатов для синтеза алкидных лаков взамен пищевых масел хлопкового и подсолнечного (акт прилагается).
Испытания, проведенные в лаборатории фармакологии Института химии растительных веществ АН УзССР, показали, что сумма тритерпенових спиртов масла семян кузинии Северцова обладает выраженной противоязвенной активностью (акт прилагается).
При выполнении данной работы соискатель пользовался консультацией старшего научного сотрудника, канд. хим. наук Э.И. Гигиеновой.
Первичная характеристика растительных масел
Исследование масел семян на первых этапах ограничивалось определением показателей - физико-химических характеристик. Из литературы нам известны некоторые показатели семян и масел семян около 150 видов растений Астровых: масличность семян, число омыления, йодное число, данные НВг -титрования и ИК-спектры /3-7/. Семена почти всех изученных растений Астровых содержат более 15% масла, а высокомасличными среди них являются: Helianthus annuus (от 39,9 ДО 54,4%), Calendula officinalis (42,2%), Cynara cardunculus (42,2%), Dimorphoteca annuus(40,9%). Число омыления составляет от 95 до 202 мг КОН/г, это поназывает, что не все масла семян Астровых содержат в качестве главного компонента ацилглицеролы. По йодным числам, колеблющимся от 102 до 159% L » можно судить об относительно невысокой степени ненасыщенности жирных кислот масел семян Астровых, Действительно, йодное число масла семян Vernonia anthelmintica - 102% L? подтверждено в дальнейшем присутствием моноеновых жирных кислот до 80% от суммы, невысокое йодное число масла семян Cosmos bipinnatus -107% I2 - содержанием насыщенных жирных кислот до 30% /3-7/. По данным нвг -титрования определили, что масла семян почти 100 видов растений Астровых содержат окисленные кислоты ряда С18 в количестве от 1% до 68% /3-6, 8/. 1.3. Жирнокислотный состав масел семян растений Астровых Следующим этапом на пути исследования масел было установление качественного и количественного состава жирных кислот. Качественный состав изучали с помощью бумажной хроматографии, а количественный - либо сочетанием спектрофотометрического метода с определением йодных и родановых чисел жирных кислот, либо перегонкой метиловых эфиров на отдельные фракции. С введением в практику таких методов анализа, как колоночная (КХ), тонкослойная (ТСХ) и газожидкостная (ГЖХ) хроматографии, ИК-, ПМР- и масс-спектрометрии, лоток сообщений в области исследования растительных жиров увеличился и появилась возможность более быстро и точно получать данные о жир-нокислотном составе.
Тем не менее, лишь около 80 видов растений Астровых изучены на жирнокислотный состав. Результаты исследования свидетельствуют о некотором своеобразии набора кис- лот, В маслах семян этого семейства чаще чем в других, наряду с неокисленными жирными кислотами встречаются окисленные (с кислородсодержащими функциональными группами), І.ЗЛ. Неокисленные жирные кислоты В маслах семян Астровых обнаружили жирные кислоты с 12-, 14-, 16-, 18-, 20-, и 22-мя атомами углерода в цепи /4-Ю/, Среди них имеются как насыщенные, так и моноеновые, диеновые и триеновые кислоты, в том числе с сопряженными и изолированными связями. Однако главной по содержанию среди неокисленных жирных кислот почти во всех изученных маслах является линолевая кис-лота-цис, цис - С18:2 (9,12) - от 56 до 76%, содержание олеиновой кислоты - цис - Cjg.j(9) колеблется, в основном, от 20 до 30%, В редких случаях содержание олеиновой кислоты почти равно линолевой (Helianthus annuus), либо превосходит его (Zinnia elegans, Ximenesia encelioides) /5,6/, Сумма насыщенных кислот, главным образом Cjg.Q и C-J-Q.Q, составляет 10-12%, Редко встречающиеся жирные кислоты: ацетиленовая, с необычными этиленовыми связями (по расположению и конфигурации) представлены в табл, I. Из данных табл, I видно, что отдельные виды растений Астровых содержат кислоты с транс-конфигурацией этиленовой связи у третьего атома углерода (1,Ш,У,УП), Из, них только транс-CJ6.J(3) кислота была обнаружена в маслах семян других растительных семейств - Liliaceae,Lamiaceae,Euphor biaceae также в листьях шпината, в цветах красной гвоздики, в фотосинтетических микроорганизмах Chlorella vulgaris и Scenedesmus obli quus /10,11/, Для растений рода Carlina сем. Астровых характерно наличие кислот Cjg.j и Cjg.-j- с цис- конфигурацией этиленовой связи у пятого атома углерода (П,1У), хотя цис - CJ8,J(5) кис лота обнаружена в масле семян Caltha paiustris сем. Ranun-culaceae /9,11/. Октадекатриеновая кислота (IK, табл. I) - цис - ci8:3 9,12) обнаружена только в маслах семян Xeranthemum annum сем, Астровых И Pinus radiata сем. Pinaceae /9,11/. Изомер линоленовой кислоты (УІ) - транс-8, транс-10, цис-12-октадекатриеновая (календуловая) найдена в целом ряде родов Астровых, относящихся к трибе Calendulae /8/. Наиболее богаты этой кислотой два вида Calendula , 14 - Osteo-spermum и два - Chrysanthemoides (от 14 до 60%). Календуловая кислота не обнаружена в маслах семян других растительных семейств и считают, что она специфична только для масел семян сем. Астровых трибы Calendulae /8/. Ацетиленовая кислота (X) - цис-9-октадецен-12-иновая (крепениновая) впервые была выделена из масла семян Crepis foetida сем. Астровых (60% от суммы кислот), а позже она была обнаружена в других видах Crepis (от 0,1 до 65%) и в масле семян Helichrysum bracteatum (9,5%) этого же семейства /12,13/. Такое разнообразие необычных жирных кислот свидетельствует о наличии специфичной ферментной системы как у отдельных представителей, так и у целых родов растений сем. Астровых. Присутствие кислот с необычным расположением связей вызывает необходимость использования окислительной деструкции для установления их локализации.
Сравнительное исследование показало, что лучшим является модифицированный метод Рудлова с использованием перйодат-пермангаяата /IV» Параллельно встает вопрос о разделении суммы жирных кислот по степени ненасыщенности. Более перспективен метод Де Ври /15,16/, поскольку он позволяет разделять метиловые эфиры 5 типов кислот - насыщенных, моноеновых, диеновых, триеновых и тетраеновых. 1.3.2. Гидроксикислоты Гидроксикислоты, обнаруживаемые в жирах, долгое время считались артефактами, и лишь последние два десятилетия им стали уделять должное внимание. Это позволило выделить и изучить строение 33 гидроксикислот /10,13,17/, которые входят в состав масел семян 15 растительных семейств. В маслах семян растений сем. Астровых найдено шесть гидроксикислот (табл. I). Так, в I960 году в масле семян Dimor-photeca sinuata сем. Астровых обнаружили /18/ первый природный представитель уникального класса гидроксикислот, в котором гидроксил находится в L -положении к сопряженным транс, транс-этиленовым связям - диморфеколовую кислоту (ХШ). Вскоре в ряде растений Астровых нашли смесь 9-гидрокси-10,12-окта-декадиеновой (XI) и ІЗ гидрокси-9,ІІ-октадекадиеновой (ХП) кислот, имеющих цис,транс-конфигурацию этиленовых связей /19, 20/. Позже обе эти кислоты и диморфеколовая были обнаружены и в 40 других растений семейства Астровых /7,8,21-26/. Из этих кислот чаще и в больших количествах в маслах Астровых находят изомеры 9-гидроксиоктадекадиеновых кислот (XI и ХШ), которыми особенно богаты рода Dimorphoteca (до 66,5%) иOsteo- spermum (до 54,1%) трибы Calendulae /8,13/. В то время, как ІЗ-гидрокси-одс-9,транс-ІІ-октадекадиеновая кислота содержится в значительных количествах (до 7ОД в маслах семян других семейств Coriaraceae и Polygonaceae /ІЗ/. Присутствие 9-гидроксиоктадекадиеновых кислот, возможно, является одной из особенностей масел семян ряда родов сем. Астровых. Кроме cL -гидроксидиеновых кислот в маслах семян Астровых обнаружили еще три гидроксикислоты. В 1965 году из масла семян Helichrysum bracteatum выделили /27/ гидроксиацетиленовую кислоту - гелениноловую (ХІУ). А в 1967 году /13/ из масла семян Camaepeuce afra выделили и доказали строение двух гидроксикислот: (+)-трео-9,10, 18-тригидроксиоктадекановой (ХУ) и (+)-трео-9,10,18-тригид-рокси-цис-12-октадеценовой (ХУІ). В других маслах семян эти кислоты не обнаружены. Основные методы анализа гидроксикислот освещены в работах /18,27-30/. Для выделения oL-гидроксидиеновых кислот обычно используют переэтерификациго метанолом в присутствии метилата натрия /18/, либо гидролиз 5% КОН в этаноле при комнатной температуре /21/. Метод кислого метанолиза, как оказалось, не пригоден для выделения dL -гидроксидиеновых кислот, поскольку он вызывает образование метоксипроизводных и превращение цис,транс-этиленовых связей в транс,транс-конфигурацию с одновременной позиционной изомеризацией гидроксила (т.е. происходит диаллильная перегруппировка) /23/.
Оксокислоты
С помощью качественного теста на карбонил показали присутствие оксокислот в маслах семян Астровых: Coreopsis lanceolate, Aster alpinus, Solidago canadensis, S.serotina и Calendula officinalis /5,6,21/, а из масла семян Dimor-photeca sinuata выделили 9 оксооктадека-транс-І0,транс І2-диеновую кислоту (ХХШ, табл. І) в количестве 2,5% /25/. Изомерную ей - ІЗ-оксооктадекадиеновую кислоту: сн3(сн2) ссн=снсн=сн(сн2)7 СООН Q trans trans обнаружили в масле семян Monnina emerginata сем. Poly-gonaceae /56/. Так, оксокислоты растений Астровых менее изучены по сравнению с эпокси- и гидроксикислотами, вероятно, из-за небольшого их содержания. 1.3.5. Биосинтез и метаоолизм окисленных жирных кислот Из представленных выше данных видно, что среди неокислен- ных жирных кислот основной почти во всех маслах Астровых является линолевая, а среди гидроксикислот - три изомера гидрок-сиоктадекадиеновых кислот (ХІ-ХШ, табл. I), Экспериментальные данные /57/ показали, что эти кислоты биосинтетически связаны между собой (схема I), Так, в растительной клетке линолевая и другие полинасыщенные кислоты с I,4-пентадиеновой системой метаболизируются при участии липоксигеназы и молекулярного кислорода до гидро-пероксикислот (а и б, схема I) /57/. Липоксигеназы обнаружены во многих растениях, в том числе и в семенах Dimorphoteca sinuata сем.Астровых /58/. Поскольку гидропероксикислоты токсичны для живых клеток, то предполагают, что они не накапливаются в растении, а превращаются в менее вредные вещества и в зависимости от растительного объекта направление метаболизма гидроперекисей будет различно /57/. В некоторых растениях гидроперекиси превращаются в соответствующие гидроксикислоты (в и г, схема I), Вероятно,этот путь метаболизма гидроперекисей характерен для многих растений Астровых, содежащих 9- и 13-гидроксиоктадекадиеновые кислоты. Полагают, что в некоторых растениях сем.Астровых, образовавшиеся гидроксиоктадекадиеновые кислоты могут далее энзимати-чески превращаться в другие продукты.
Так, в растениях трибы Caienduiae 9-гидрокси-транс-І0,цис-І2-октадекадиеновая кислота (в) метаболизируется в октадекатриеновую (д)/2І/, а в семенах Dimorphoteca sinuata ІЗ-гидропероксиоктадекадиеновая (б) - в 9-гидроксиоктадекадиеновую кислоту (ж, схема 1)/57/. Биосинтез 12,13-эпокси-цис-9-октадеценовой кислоты(верно-ловой) изучали на примере исследования изменения жирнокислотно-го состава созревающих семян Vernonia anthelmintica Полученные данные позволили авторам предположить наиболее вероятный путь образования верноловой кислоты из олеиновой через дигидроксиолеиновую: Таким образом, растения семейства Астровых характеризуются наличием сложной ферментной системы, продуцирующей разнообразные окисленные жирные кислоты. 1.4. Исследование состава нейтральных липидов семян Поскольку масло из семян обычно извлекают экстракцией гексаном или петролейным эфиром, в нем содержатся, в основном, нейтральные липиды: углеводороды, сложные эфиры жирных кислот и спиртов (алифатических, изопреноидных и циклических - три-терпенолов и стеролов), алкйлглицеролы, алкенилглицеролы, ацил-диолы, ацилглицеролы и другие ацилированные полиолы, свободные жирные кислоты, жирные спирты, циклические спирты, тритерпено-вые кислоты, витамины Д, Е, К, пигменты и другие /60/. Следовательно, липиды семян представляют собой сумму разнообразных химических соединений и изучение состава липидов по классам дает более полную их характеристику. Такой подход к исследованию нейтральных липидов предпринят сравнительно недавно, поэтому количество работ, посвященных липидам Астровых ограничено /61-64/. Так, в 1969 году /62/ из масла семян Vemonia anthelminica методом колоночной хроматографии на силикагеле выделили три типа ацилглицеролов, которые отличались степенью этерифи-кации глицерола верноловой кислотой. Главным из этих компонентов оказался триверноилглицерол, минорными - диверноилмоноацил-глицеролы, моноверноилдиацилглицеролы и триацилглицеролы с не-окисленными жирными кислотами. Содержание неглицерольных компонентов составило 6,6% от суммы липидов /62/. А позже /64/, при повторном анализе липидов этого вида растений методом аналитической тонкослойной хроматографии, наряду с вышеперечисленнши классами, обнаружили ацилглицеролы с гидроксикислотами. В этом же сообщении /64/ представлены данные ПО ЛИПИДам семян Artemisia absinthium и Dimorphote-са sinuata, которые свидетельствуют о сложном типовом составе окисленных ацилглицеролов. Изучая изменение состава липидов семян Carthamus tincto-rius сем. Астровых по периодам вегетации /61/, в зрелых семенах нашли 89,1% триацилглицеролов и 9,6% неглицерольных компонентов (табл. 2).
Окисленные липиды не обнаружили. Данные этой таблицы показывают, что нейтральные лилиды семян c.nigrescens включают до 50% разнообразных тритерпенових соединений и лишь 26% триацилглицеролов. Преобладающее содержание неглицерольных компонентов в запасных липидах семян высших растений встречается очень редко. Таким образом, даже эти немногочисленные данные свидетельствуют о сложном наборе классов липидов в семенах растений сем. Астровых, 1,4.1, Липиды глицерольной структуры Неокисленные триацилглицеролы ГТГ) Главными компонентами конечных запасных липидов высших и низших растений в подавляющем большинстве случаев являются триацилглицеролы. До настоящего времени не существует удовлетворительных способов разделения сложной смеси ТГ на отдельные молекулярные виды. Сочетание разных методов дает возможность выделять только отдельные групповые категории ТГ /65/, Сложность определения молекулярного состава ТГ легко объяснима. Обычно в составе жирных кислот, этерифицирующих гли-церол, обнаруживают в среднем от 5 до 15, а иногда и больше компонентов. Если учесть число возможных сочетаний по 3 и специфичность этерификации каждого из гидроксилов глицерола определенными жирными кислотами, а также количественные пропорции между отдельными конкурирующими кислотами, то проблема позиционной изомерии становится понятной. Чаще определяются и дискутируются типовые, видовые и по-зиционно-видовые составы ТГ, установленные методом расчета по данным общего состава жирных кислот и состава их в 2- положений /66-70/. Последний определяют по данным ферментативного гидролиза панкреатической липазой. Расчеты основываются на допущении идентичности крайних гидроксильных групп глицерола в отношении этерификации жирными кислотами. Однако, более полное представление о молекулярном составе триацилглицеролов дает стереоспецифический анализ, отражающий природное распределение жирных кислот в каждом из трех положений глицерола. Стереоспецифический анализ ТГ был осуществлен в 60-х гг. Брокерхоффом и др. /71-73/. Этот метод включает три стадии (схема 2): I - панкреатический гидролиз ТГ; П - фосфорилирование полученных из них диацилглицеролов; Ш - гидролиз синтетических фосфолипидов фосфолипазой Ag. Состав кислот sn -2-положения определяют в результате гидролиза sn-2-моноацилглицеролов, полученных на первой стадии анализа, а кислоты sn-1-положения - гидролизом лизофос-фатидилфенолов. Кислоты sn-3-положения определяют расчетным путем /74-/« Используя этот метод установили распределение кислот в молекулах ТГ некоторых семян растений Астровых /75,76/. Так нашли, что крепениновая кислота (цис-9-октадецен-12-иновая), составляющая 50% суммы кислот ТГ масла Crepis rubra, этерифицирует главным образом sn-2- и sn-3-положения, насыщенные - sn-1-положение /75/. Изучили также распределение транс-3-гексадеценовой и транс-3-октадеценовой кислот в ТГ масла семян Aster alpinus. Определили, что крайние положения специфичны для ненасыщенных жирных кислот, включая кислоты с транс-этиленовой связью /75/.
Масло семян томата
Томат (Itf-copersicon, сем. Solonaceae) является одним из наиоолее широко культивируемых растений в СССР и занимает пятую часть посевов овощей /142/, На консервных заводах ежегодно перерабатывается около двух млн. тонн томатов /142/, отходы которых практически не используются. Семена, находящиеся в отходах, имеют масличноеть 25-30$ и могут быть дополнительным источником масла и кормового белка /143,144/. В литературе имеются некоторые рекомендации по выделению /144,145/, переработке /146,147/ и использованию масла /143, 148/, не исключается возможность употребления его в пищу /143, 144/, В связи с этим небольшое число работ было посвящено химическому изучению масла /143,144,146,149/. Определялись, в основном, физико-химические показатели, которые представлены в табл. 4. Эти данные получены как для производственных образцов, так и для отдельных сортов томата. Однако, как видно из данных табл. 4, существенных расхождений в показателях не наблюдается. Масло семян томатов отнесено к категории масел, богатых токоферолами /144/, чем, возможно, объясняется устойчивость его к окислению по сравнению с подсолнечным маслом. Другой причиной устойчивости может быть тенденция к уменьшению липокси- Жирнокислотный состав томатных масел был определен сочетанием методов бумажной хроматографии, спектрофотометрии и йодных чисел /144/» а также фракционной разгонкой суммы метиловых эфиров под вакуумом /146/. Составы жирных кислот масел семян томата приведены в табл. 5. Значительные колебания в составе жирных кислот могут зависеть от использования неудовлетворительных методов исследования количественного состава, а также от различных экологических причин. Таким образом, сведения об исследовании масла томата нельзя считать достаточно полными. Физико-химические показатели не дают исчерпывающей характеристики масла, отсутствуют данные о липидном составе и структуре триацилглицеролов, поэтому мы сочли необходимым продолжить химическое исследование семян.
Объектами нашего исследования были семена пяти видов растений сем. Астровых: Artemisia absinthium L. (полынь горькая) - I, Onopordum acanthium L. (татарник обыкновенный) - П, Onopordum olgae Regel et Schmalh (татарник Ольги) - Ш, Arctium tomentosum Mill. (лопух nayтинистый) - ІУ и Cousinia severtzovii Regel (кузиния Северцова) - У. Из них полынь горькая и лопух паутинистый издавна известны как лекарственные растения /151,152/. Известно также, что запасы растения полыни горькой во много раз превосходят потребности в нем медицины /153/. Препараты из полыни горькой широко применяются как возбуждающее и стимулирующее средство для пищеварения, при заболевании печени и желчного пузыря. Хамазулен, который выделяют из травы, используется для лечения бронхиальной астмы, ревматизма, ожогов рентгеновскими лучами, препарат обладает противовоспалительным действием. Кроме того, траву полыни горькой используют в ликеро-водочном производстве /153/. Отвары из корней лопуха паутинистого применяют при ревматизме и кожных заболеваниях, как мочегонное и потогонное средства. Лопухи - хорошие медоносы /152/. В литературе имеются некоторые сведения об исследовании масла семян полыни горькой, произрастающей в Америке /4-,20,4-7/. Семена этого вида растений относятся к высокомасличным - 33,4% масла. Определены основные показатели, а также состав жирных кислот масла семян /4/. По данным НВг -титрования содержание эпокси- и гидроксикислот составило 23% от общей суммы кислот /20/. Сведения о жирнокислотном составе семян четырех остальных видов растений в литературе отсутствуют. Имеются лишь данные о масличности, йодном числе, числе омыления татарника обыкновенного и лопуха паутинистого /154/. Предполагают /63/, что растения трибы Супагеае, в которую входят татарник обыкновенный, т.Ольги, лопух паутинистый и кузиния Северцова, характеризуются повышенным содержанием тритерпенових соединений. Следовательно, в четырех выбранных наїли объектах можно ожидать эти липиды. Семена растений полыни горькой, татарника обыкновенного, т.Ольги и кузинии Северцова собраны на западных склонах Большого Чимгана УзССР, а семена лопуха паутинистого - в окрестностях поселка Полторацкого КазССР. 2.2. Состав нейтральных липидов семян Масличность семян исследуемых растений, в пересчете на абсолютно сухое вещество, составила: I - 31,5%; П - 18,3%; Ш - 9,2%; ІУ - 12,7% и У - 6,3%. Суммы нейтральных липидов, выделенные из семян каждого вида растений, предварительно анализировали на пластинках силу-фол в системах растворителей г и ж (см. эксперим. часть), при этом обнаружили по 7-Ю зон веществ. Вещества отдельных зон давали положительную качественную реакцию на эпоксидсодержащие соединения и на стероиды. А в масле семян кузинии Северцова, кроме стеролов и эпоксисоединений, обнаружили три зоны веществ, дающих положительную качественную реакцию на тритерпеновые соединения. Суммы липидов разделяли колоночной хроматографией, используя системы растворителей а - к. Сложные фракции рехроматогра-фировали с помощью препаративной ТСХ (ПТСХ) и далее анализировали хроматографически чистые классы липидов. Идентификацию липидов проводили на основании миграционных характеристик в тонком слое силикагеля в сравнении с модельными классами липидов, качественных реакций, спектральных характеристик (ИК-, УФ, IMP, масс-) и химических методов анализа» Количественное содержание каждого класса липидов определяли гравиметрически.
Результаты анализа липидов семян всех пяти видов растений приведены в табл.6. Как видно, всего идентифицировано 22 класса липидов. Из них II классов представлены разнотипными ацил-глицеролами, остальные - неглицерольными компонентами. Сумма липидов кузинии Северцова оказалась самой многочисленной по набору компонентов (17 классов). Основное содержание нейтральных липидов составили неокисленные ацилглицеролы от 63,5 до 90,1$, которые представлены ТГ, ДГ и МГ и обнаружены в семенах всех видов растений. В липидах семян полыни горькой, кроме того, найдены низкомолекулярные триацилглицеролы. Набор окисленных ацилглицеролов в исследуемых объектах очень разнообразен и включает восемь типов. Три из них: эпок-сиацилдиацилглицеролы (ЭДГ), гидроксиацилдиацилглицеролы (ГДГ) и эпоксиацилгидроксиацилмоноацилглицеролы (ЭГМГ) обнаружены в семенах всех видов растений. Оксоацилдиацилглицеролы (ОДГ) найдены лишь в липидах татарника обыкновенного, ди(гидроксиацил)моноацилглицеролы (ГШГ) - в липидах татарника Ольги. Из липидов татарника Ольги, лопу- ха паутинистого и кузинии Северцова выделены эпоксиацилмоно-ацилглицеролы (ЭМГ), а из липидов лопуха паутинистого и кузинии Северцова - гидроксиацилмоноацилглицеролы (ГМГ). Три класса липидов из перечисленных выше: ЭГМГ, ЭМГ и ГМГ являются новыми типами ацилглицеролов. Неглицерольные компоненты входят в состав нейтральных липидов семян всех видов растений Астровых от 0,7 до 8,4% (табл. б). Среди них наиболее интересны тритерпеновые соединения (свободные тритерпенолы и их эфиры), обладающие биологической активностью. Самое высокое содержание этих липидов нашли в семенах кузинии Северцова - до 6%. Новыми компонентами запасных липидов высших растений оказались этиловые эфиры жирных кислот, выделенные из семян татарника обыкновенного. Углеводороды, стеролы и свободные жирные кислоты обнаружены в липидах семян всех видов растений. Таким образом, каждый вид исследуемых растений Астровых характеризуется сложным классовым составом липидов. 2.3. Ацилглицеролы, содержащие неокисленные жирные кислоты 2.3.1, Триацилглицеролы CH2-0-C0R где: Б - алкильный остаток неокисленных жирных кислот. Триацилглицеролы элюировали с колонки системой растворителей в, они имели Rf 0,80 в системе растворителей г, ТГ были прозрачны в ближнем ультрафиолете. Спектры ПМР и ИК- подобАнализ триацилглицеролов проводили по схеме 3 Для выделения жирных кислот (ЖК) ТГ подвергали щелочному гидролизу и эфирорастворимые продукты метилировали диазометаном. Полученные метиловые эфиры (МЭ) жирных кислот имели Rf 0,85 на пластинках силуфол в системе растворителей г.
Ацилглицеролы, содержащие окисленные жирные кислоты
ЭДГ элюировали с колонки системой растворителей г. Сопутствующим классом липидов были свободные жирные кислоты (СЖК), которые отделяли повторным хроматографированием суммы на колонке системой растворителей в после метилирования СЖ диазомета-ном. Эпоксиацилдиацилглицеролы имели Rf 0,50 на пластинках силуфол в системе растворителей г и давали положительную качественную реакцию с пикриновой кислотой /4-9/ на присутствие эпоксидного кольца, которое обнаружили в ИК-спектре ЭДГ по поглощению связей при 830,845 см "1 (рис. 2, а). Спектр ПМР ЭДГ подтвердил триацилглицерольную структуру этих веществ. Для получения метиловых эфиров ЭДГ подвергали переэтери-фикации метанолом в присутствии метилата натрия. Сумму метиловых эфиров анализировали ТСХ в системе растворителей г, проявляя растворами серной и пикриновой кислот. При этом обнаружили две зоны: МЭ неокисленных жирных кислот ( Rf 0,85) и МЭ эпоксикислот ( Rf 0,55). Соотношение между неокис-ленными и эпоксикислотами определили весовым способом, разделив сумму эфиров методом колоночной хроматографии, оно составило 2:1, соответственно. Следовательно, в ЭДГ только один ацильный радикал представлен эпоксикислотами, а два других -неокисленными жирными кислотами. Состав метиловых эфиров неокисленных жирных кислот, идентифицированный методом ГЖХ, представлен в табл. II. Как видно, преобладающей жирной кислотой в ЭДГ всех объектов является ли-нолевая кислота, как и в неокисленных ТГ (табл. 7). Для изучения распределения кислот в молекулах ЭДГ, послед- ниє гидролизовали панкреатической липазой. Из эфирорастворимых продуктов липолиза выделили методом ПТСХ в системе растворителей и моноацилглицеролы: /2-МГ/ - неокисленных жирных кислот с Rf 0,30 и /2-ЭГ/ - эпоксисодержащих жирных кислот с Rf 0,23. Соотношение между ними определили весовым способом и, поскольку оно отражает соотношение между неокисленными и эпок-сисодержащими кислотами 2-положения ЭДГ, привели в графах 5 и б табл. II. Данные этой таблицы показывают, что в ЭДГ двух видов татарников и полыни горькой эпоксикислоты имеют некоторую специфичность к крайнему положению, а в ЭДГ кузинии Северцова эпоксикислоты занимают исключительно крайние положения. Б ЭДГ лопуха паутинистого эпоксикислоты равномерно распределены между средним и крайним положениями. Жирные кислоты из /2-МГ/ выделили щелочным гидролизом и после метилирования их диазометаном анализировали методом ГЯХ (табл. II).
Данные, представленные в табл. II, показывают, что среднее положение в ЭДГ полыни горькой и татарников обогащено ненасыщенными жирными кислотами, а в двух других видах растений содержание ненасыщенных в 2-положении близко к их содержанию в общих кислотах ЭДГ. В среднем положении ЭДГ татарника Ольги и лопуха паутинистого доминирует олеиновая кислота. Структуру эпоксикислот изучали на примере кислот, выделенных из суммы липидов полыни горькой /164/ и ЭДГ татарника обыкновенного. В ИК-спектрах эпоксикислот наблюдали полосы колебаний цис-эпоксидного кольца (830,850 см"1) и менее интенсив- "Т ную полосу транс-эпоксидного кольца (890 см х). Сумму эпоксикислот полыни горькой разделили методом вое- ходящей КХ на силикагеле системой растворителей г на две фракции с Rf 0,60 и 0,55» Затем каждую фракцию анализировали в тонком слое силикагеля с 20% AgNO, в системе растворителей м, при этом во фракции с Rf 0,60 выявили один компонент - I, а в более полярной - два компонента: П - с Rf 0,70 и Ш - с Rf 0,95. Компонент с Rf 0,60 на основании литературных данных /47/ предварительно отнесли к МЭ верноловой кислоты, компонент с Rf 0,70 - к МЭ коронаровой кислоты, а с Rf 0,95 - к МЭ эпоксистеариновой кислоты. I - Метиловый эфир верноловой кислоты Молекулярный ион 310, найденный в масс-спектре компонента I, соответствует МЭ эпоксимоноеновой кислоты с углеродной цепью из 18 атомов. Согласно спектральным данным (ИК- и ПМР, см.эксперим. часть) эпоксидное кольцо и этиленовая связь в молекуле кислоты имеют цис-конфигурацию. Расположение этиленовой связи в кислоте устанавливали методом перйодат-перманганатного окисления. По данным ГЖХ в продуктах деструкции после метилирования диа-зометаном нашли диметиловый эфир азелаиновой кислоты. Следовательно, этиленовая связь в молекуле эпоксикислоты расположена у 9-атома углерода, как в метилвернолате: I04, MnO /CHgNg сн3оос(сн2)7соосн3 сн3(сн2)4сн-снсн2сн сн(сн2)7соосн3 чо П - Метиловый эфир коронаровой кислоты М+ 310 (масс-спектр), ИК- и ПМР спектры идентичны приве- денным для МЭ верноловой кислоты.
По данным ГЖХ и аналитической ТСХ на целлюлозе в системе растворителей л в продуктах деструкции перйодат-перманганатом обнаружили метиловый эфир капроновой кислоты. Следовательно, этиленовая связь расположена у 12-атома углерода, как в метилкоронароате: СН3(СН2)4СІЙ снсн2сн-/сн(сн2)7соосн3 10 , MnOjj/CHgNg СН3(СН2)).С00СНз Ш - Метиловый эфир эпоксистеариновой кислоты М+ 312, обнаруженный в масс-спектре, соответствует МЭ эпоксиоктадекановой кислоты. Ацетилированием эпоксикислоты Ш с последующим гидролизом производного, получили метил-9,10-дигидроксиоктадеканоат с т.пл. 64,0-64-,5. В масс-спектре этого производного дочерний ион с m/z 155 образуется из материнского с m/z 187, что подтверждается метастабильным ионом с m/z 128,47. Это свидетельствует о положении вицинальных гид-роксильных групп у 9-го и 10-го атомов углерода: Следовательно, выделенное соединение соответствует структуре 9,10-эпоксиоктадеканоата: сн3(сн2)7сн-рн(сн2)7соон Таким образом, используя химические и спектральные методы анализа, доказали структуру эпоксикислот полыни горькой.Структуру эпоксикислот ЭДГ татарника обыкновенного установили на основании масс-спектрометрической фрагментации триметилсилиль-ных (ТМС) производных дигидроксикислот. Сумму эпоксикислот ацетилировали, и в результате гидролиза производных получили дигидроксикислоты. Затем последние силилировали. Таким образом, масс-спектрометрический анализ ТМС-произ-водных дигидроксикислот позволил установить наличие трех компонентов в составе эпоксикислот татарника обыкновенного: вер-ноловую (I), коронаровую (П) и 9,10-эпоксистеариновую (Ш) кислоты. Следовательно, составы эпоксикислот полыни горькой и татарника обыкновенного идентичны по набору компонентов. Для изучения состава эпоксикислот в ЭДГ других исследуемых объектов воспользовались АТСХ и ГЖХ. Моделями служили МЭ эпоксикислот полыни горькой, Хроматографический анализ проводили как описано на с. 67, при этом во всех объектах обнаружили МЭ эпоксистеариновой кислоты ( Rf 0,95), МЭ верноловой ( Rf 0,60) и МЭ коронаровой (Rf 0,55) кислот. Среди них во всех растениях преобладала коронаровая кислота. Количественное соотношение эпоксикислот устанавливали методом ГЖХ, предварительно определив относительное время удерживания (ОВУ) для каждой эпоксикислоты, выделенной из липидов полыни горькой /165/, При этом во фракции 9,10-эпоксистеарата обнаружили два пика с ОВУ 6,0 и 7,7, что по литературным данным /166/ отвечает подвижности эпоксистеариновых кислот с транс- и цис-кон-цигурацией эпоксидного кольца, соответственно. Присутствие транс-эпоксистеарата можно предположить и на основании ИК-спектра суммы эпоксикислот, в котором проявилась полоса колебаний транс-эпоксикольца при 890 см"1. Структуру этой кислоты не устанавливали, ввиду небольшого содержания ее в сумме. Метиловые эфиры коронаровой и верноловой кислот имели одинаковое время удерживания - 8,8, что согласуется с литературными данными /167/. Следовательно, используя ГЖХ МЭ эпоксикислот, можно установить количественное соотношение кислот, отличающихся степенью ненасыщенности. Данные ГЖХ эпоксикислот пяти исследуемых объектов приведены в табл. 12,
