Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,736

ДЕКОРАТИВНЫЕ СОРТА CENTAUREA CYANUS КАК ИСТОЧНИК АНТОЦИАНОВ

Баяндина И.И. 1 Загурская Ю.В. 2
1 ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный аграрный университет»
2 ФГБУН «Институт экологии человека» Сибирского отделения Российской академии наук
Декоративные сорта василька синего Centaurea cyanus L. могут являться источником лекарственного растительное сырья, содержащего антоцианы. Выявлен сорт, являющийся новым перспективным источником лекарственного сырья, богатого антоцианами. Выращивание декоративных сортов с темной окраской краевых цветков василька синего перспективно для использования в качестве лекарственного сырья, так как чем интенсивнее окраска соцветий, тем больше в них содержится антоцианов.
антоцианы
спектр поглощения экстрактов
василек синий
Centaurea cyanus L.
декоративные сорта
1. Выращивание лекарственных растений в саду. – Новосибирск: Новосиб. кн. изд-во, 1992. – C. 17–19.
2. Государственная фармакопея СССР: Вып. 2. Общие методы анализа. Лекарственное растительное сырье. – 11-е изд. – М., 1990. – 400 с.
3. Куркин В.А., Рязанова Т.К., Куркина А.В., Егорова А.В. Разработка методики определения антоцианов в лекарственном растительном сырье // Фармация. – 2014. – № 4. – С. 17–20.
4. Самура Б.А., Добра Е.А. Диуретическая активность растительных сборов с васильком синим // Запорожский медицинский журнал. – 2010. – Т. 12, № 1. – С. 92–95.
5. Сорокин О.В. Прикладная статистика на компьютере. – Новосибирск, 2004. – 162 с.
6. Фармакогнозия. Лекарственное сырье растительного и животного происхождения: учебное пособие / под ред. Г.П. Яковлева. – 2-е изд., испр. и доп. – СПб.: СпецЛит, 2010. – 863 с.
7. Asada T., Koi Y., Arakawa R., Zhu F., Sadaoka M., Tamura H.. Isolation techniques for anthocyanidin 3,5-diglucosides and theirrelated chemicals using supramolecules technique, and twosolid-phase extraction cartridges // Journal of Chromatogr. A. – 2014. – Vol. 1351. – P. 21–28.
8. Giusti M. M., Wrolstad R. E. Characterization and Measurement of Anthocyanins by UV–Visible Spectroscopy // Current Protocols in Food Analyt. Chem. – 2001. – F1.2.1–F1.2.13.
9. Takeda K., Kumegawa C., Harborne J.B., Self R. Pelargonidin 3(6″succinylglucoside)5glucoside from pink Centaurea cyanus flowers // Phytochem. —1988. – Vol. 27, № 4. – P. 1228–1229.
10. Takeda K., Osakabe A., Saito S., Furuyama D., Tomita A., Kojima Y., Yamadera M., Sakuta M. Components of protocyanin, a blue pigment from the blue flowers of Centaurea cyanus // Phytochem. – 2005. – Vol. 66, № 13. – P. 1607–1613.

Centaurea cyanus L. (Asteraceae) однолетнее травянистое растение. Flores Centaureae cyani – цветки василька синего, собранные в период цветения, применяются в официальной медицине в качестве мочегонного средства при нефритах, циститах, уретритах [2, 6]. Сбор, состоящий из цветков василька синего, травы пастушьей сумки, листьев и молодых побегов почечного чая, листьев расторопши, листьев черной смородины и травы хвоща полевого, по диуретическому действию превосходит гипотиазид в 1,93 раза [4]. Василек также применяется как желчегонное при заболеваниях печени и желчных путей, для улучшения функции пищеварения, наружно в виде глазных капель и примочек, как противовоспалительное при конъюнктивитах и блефаритах [6]. Заготавливают полностью распустившиеся соцветия – корзинки с большим количеством широкотрубчатых цветков, выщипывают из них краевые воронковидные синие цветки, стараясь не захватить внутренних трубчатых (чем меньше трубчатых цветков, тем качественнее сырье). Сушат в теплом затененном помещении [1].

Для оценки качества сырья применяют микроскопические признаки, числовые показатели: влажность не более 14 %; золы общей не более 8 %; золы, нерастворимой в 10 % растворе кислоты хлористоводородной, не более 1 %; цветочных корзинок не более 1 %; содержание цветков, утративших естественную окраску, не более 10 %; допускается не более 0,5 % органической и 0,5 % минеральной примесей. Кроме того, определяют содержание антоцианов спектрофотометрическим методом, которое должно составлять не менее 0,6 % в пересчете на цианидин-3,5-дигликозид [2, 6]. В последнее время антоцианам уделяется повышенное внимание не только в качестве потенциальных лекарственных средств с широким спектром физиологических функций, таких как улучшение ночного видения, противоопухолевая активность, антиоксидантная активность и антидиабетическое действие, но и в качестве пищевых красителей [7].

Centaurea cyanus – преимущественно европейский вид, широко распространенный как сорняк на территории европейской части России, в Западной Сибири проникает лишь в южные районы. Потребность в цветках василька синего в фармацевтической промышленности полностью не удовлетворяется, так как сейчас он почти не выращивается как лекарственное растение. К настоящему времени выведено огромное количество декоративных сортов Centaurea cyanus, различающихся по форме, размеру и окраске соцветий, которые используются в одиночных и групповых посадках, миксбордерах и бордюрах.

Цель работы: изучить особенности состава и содержания антоцианов у нескольких декоративных сортов Centaurea cyanus. Задачи: определить содержание антоцианов в краевых цветках сортов Братец Иванушка, Бенефис и Темно-бордовый; охарактеризовать спектры поглощения экстрактов из цветков различных сортов и окраски в УФ и видимой области; изучить зависимость содержания антоцианов от окраски цветков василька синего.

Материалы и методы исследования

Объектами исследования являлись три сорта василька синего: Бенефис (агрофирма «Аэлита»), высота растений 60 см, диаметр соцветий 4 см, окраска соцветий – от белой до темно-розовой, стебель прямостоячий, ветвистый, в молодом возрасте с беловойлочным опушением; Братец Иванушка (агрофирма «Поиск»), высота растений 80–100 см, центр цветка темный, окраска соцветий – от белой до темно-фиолетовой, лепестки двухцветные: края темные, к центру светлее; Темно-бордовый (селекционно-семеноводческая фирма «Гавриш»), растения высотой 60–80 см, соцветия махровые 4–5 см в диаметре, темно-бордовой окраски.

Полевые опыты закладывали на делянках с учетной площадью 3,15 м2 в саду Мичуринцев Новосибирского ГАУ и д. Нижний Баган Новосибирской области в 2014 г. Семена сеяли рядами через 0,7 м, длина ряда 1,5 м. Один сорт выращивали в трех рядах в трехкратной повторности. В ряду в среднем было по 7–8 растений. Сбор сырья проводили еженедельно по мере распускания цветков. Первый сбор сырья – 23 июля, последний – 27 августа 2014 г. Цветки, собранные с одной повторности одного сорта, высушивали до воздушно-сухого состояния при комнатной температуре, взвешивали и объединяли для определения антоцианов спектрофотометрическим методом, модифицированным В.А. Куркиным с соавторами специально для цветков Centaurea cyanus. Этот метод основан на измерении разницы оптической плотности исследуемых образцов при рН 1,0 и 4,5 [3, 8].

Спектры поглощения и оптическую плотность анализируемых растворов изучали с помощью сканирующего спектрофотометра СПЕКС ССП-705 в Институте экологии человека СО РАН (Кемерово).

Полученные экспериментальные данные обрабатывались методом дисперсионного анализа с использованием программы СНЕДЕКОР [5].

Результаты исследования и их обсуждение

Максимальная урожайность воздушно-сухих краевых цветков – 5,7 ц/га – была получена у сорта василька синего Братец Иванушка, наименьшая урожайность у сорта Темно-бордовый – 2,9 ц/га. Урожайность сорта Бенефис составила 3,4 ц/га.

Сорт Братец Иванушка представляет собой смесь различных окрасок. Мы разделили собранные соцветия по цветам и определили характеристики УФ и видимого спектра экстрактов из цветков с различной окраской, а также содержание в них антоцианов (рис. 1, таблица).

Основными действующими веществами цветков Centaurea cyanus являются антоцианы: цианин-диглюкозид цианидина, гликозиды пеларгонидина; флавоноиды, представленные производными апигенина, лютеолина, кверцетина и кемпферола. Кроме того, присутствуют кумарины (цикорнин); дубильные вещества; немного эфирного масла. Сырье аккумулирует Cu, Se, Zn [6]. Известно, что в некоторых синих цветках цвет лепестков обусловлен супрамолекулярными пигментами. Супрамолекулы являются стехиометрическими самособирающимися комплексами, состоящими из антоцианов, флавоноидов и ионов металлов, связанных слабыми нековалентными связями. Супрамолекулы имеют повышенную растворимость в воде и уменьшающуюся растворимость в спиртах, поэтому стехиометрический самособирающийся комплекс может быть легко выделен, так как выпадает в осадок после добавления этанола. Супрамолекулы в синих цветках были найдены только у пяти растений: Commelina communis, Salvia patens, Salvia uliginosa, Nemophila menziesii и Centaurea cyanus [10]. Супрамолекулярным синим пигментом из Centaurea cyanus является процианин, состоящий из цианидин-3O(6O-сукцинилгликозид)5O-глюкозида, апигенин-7O-глюкуронид-4′O(6O-малонилглюкозида) и ионов металлов: Fe, Mg, Ca [10], а из розовых цветков Centaurea cyanus был выделен антоцианин, идентифицированный как пеларгонидин-3(6″-сукцинилглюкозид)5-глюкозид [9]. При способе экстракции, который применяется в использованных нами методиках (этиловым спиртом, содержащим 1 % хлороводородной кислоты), супрамолекулы разрушаются.

bajnd1.wmf

Рис. 1. Спектр поглощения экстрактов цветков василька синего различной окраски в видимой области (450–720 нм): белой – 1, розовой – 2, синей – 3, голубой – 4, фиолетовой – 5; контроль (pH = 1,0) – серый, опыт (pH = 4,5) – черный

Содержание антоцианов в краевых цветках различной окраски сортов Centaurea cyanus

Сорт

Окраска цветков

Содержание антоцианов, %

Братец Иванушка

смесь

0,29 ± 0,04

белый

0,13 ± 0,04

голубой

0,42 ± 0,04

синий

0,44 ± 0,05

розовый

0,69 ± 0,06

фиолетовый

1,88 ± 0,03

Бенефис

смесь

0,64 ± 0,01

Темно-бордовый

темно-бордовый

5,72 ± 0,41

Спиртовые растворы экстрактов (в концентрации 0,08 %) демонстрировали пики в видимом диапазоне спектра, характерные для антоцианов: в кислой среде максимум поглощения приходился на 535 ± 5 нм, а после восстановления раствором аммиака смещался на 622 ± 2 нм. Образцы цветков разной окраски отличаются по оптической плотности: наименьшая она для экстрактов из белых цветков, а наибольшая – для темно-фиолетовых. Значительных различий по характеру спектра в этой области не обнаружено, сортовые отличия также связаны с окраской цветков и её интенсивностью. Наибольшая разность между контрольным и опытным образцами приходится на длину волны 614 ± 2 нм, но это существенно только при высоком содержании антоцианов (сорт Темно-бордовый и фиолетовые цветки сорта Братец Иванушка), для большинства образцов характерен достаточно пологий пик с вершиной от 610 до 625 нм.

Максимальным содержанием антоцианов отличаются цветки сорта Темно-бордовый (5,72 %), а самым низким – смесь цветков всех окрасок сорта Братец Иванушка (0,29 %). Содержание антоцианов у сорта Бенефис – 0,64 %. Наиболее высокое их содержание в цветках фиолетового цвета (1,88 %), то есть чем интенсивнее окраска цветков, тем больше в них содержится антоцианов (таблица). Однако даже в белых цветках найдено небольшое количество антоцианов (0,13 %). При выращивании василька синего сорта Братец Иванушка в разных районах Новосибирской области содержание антоцианов несколько отличается: от 0,33 % до 0,44 %, но это различие недостоверно на 95 %-ном уровне значимости.

При изучении спектров поглощения подкисленных спиртовых экстрактов цветков Centaurea cyanus в области 270–450 нм обнаружено, что добавление раствора аммиака приводит к смещению максимума поглощения в длинноволновую область (батохромный сдвиг).

bajnd2.wmf

Рис. 2. Спектр поглощения экстрактов краевых цветков Centaurea cyanus с раствором аммиака (pH = 4,5) на фоне экстрактов (pH = 1,0): сорт Бенефис – серая линия, сорт Братец Иванушка с различной окраской цветков – черная линия, сорт Темно-бордовый – пунктирная линия

Для смеси цветков сорта Бенефис, в которой преобладали лепестки с розовой окраской, и розовых цветков сорта Братец Иванушка максимум поглощения наблюдался при длине волны 395 ± 3 нм, для остальных образцов сорта Братец Иванушка пик приходился на 385±3 нм (рис. 2). Спектр экстрактов цветков сорта Темно-бордовый в области 270–450 нм значительно отличается от других исследованных сортов, для него отмечен батохромный сдвиг с 280 ± 2 до 317 ± 2 нм, а максимальная разница по сравнению с контролем приходится на 317 ± 2 и 365 ± 5 нм.

Заключение

Максимальное содержание антоцианов (5,72 %) обнаружено для сорта Темно-бордовый. Для дальнейшего изучения перспективности выращивания Centaurea cyanus в Новосибирской области с целью получения лекарственного растительного сырья могут быть рекомендованы сорта с махровыми соцветиями темных окрасок: фиолетовых или бордовых. Чем интенсивнее окраска краевых цветков, тем больше в них содержится антоцианов, существенных различий по характеру спектра поглощения в области 460–720 нм (основные максимумы поглощения антоцианов) между ними нет. Для цветков с розовой окраской при добавлении раствора аммиака отмечен пик, приходящийся на длину волны 395 ± 3 нм, для синих и голубых максимум приходился на 385 ± 3 нм. Наибольшие отличия УФ и видимых спектров изученных экстрактов обнаружены у образца сорта Темно-бордовый при длинах волн от 270 до 390 нм.


Библиографическая ссылка

Баяндина И.И., Загурская Ю.В. ДЕКОРАТИВНЫЕ СОРТА CENTAUREA CYANUS КАК ИСТОЧНИК АНТОЦИАНОВ // Успехи современного естествознания. – 2015. – № 11-1. – С. 107-110;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=35682 (дата обращения: 17.10.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074