Компонентный состав эфирных масел дикорастущих лекарственных растений флоры Сибири
Шрифт:
Напротив, при локализации эфирного масла в эндогенных вместилищах требуется значительно б'oльшее время для полного извлечения веществ водяным паром. Особенно это относится к случаям, когда вместилищами служат каналы, «запрятанные» глубоко в тканях растения – древесине или даже сердцевине стеблей и корней.
Подавляющая часть компонентов эфирных масел представлена липофильными соединениями, поэтому они не могут присутствовать в водных растворах в заметном количестве и по мере их образования должны транспортироваться к месту хранения (накопления). Таким образом, следует полагать, что большая часть эфирного масла сосредоточена в специализированных хранилищах,
К настоящему времени накоплен обширный материал по характеру и структуре клеток и клеточных комплексов, продуцирующих и накапливающих эфирное масло в растениях. Так, представителям семейств Зонтичных и Губоцветных (Apiaceae и Lamiaceae) присуще крайнее однообразие в строении секреторных систем, в то время как у растений семейства Asteraceae характер и строение секреторных структур значительно варьируют. Накопление эфирного масла для большинства растений семейства Зонтичных, в том числе и для рода Seseli, происходит в схизогенных вместилищах и схизогенных каналах, которые являются секреторными образованиями эндогенной природы. Так, семена борщевиков имеют эфиромасличные каналы: как правило, два на вентральной (внутренней) и четыре на дорзальной (наружной) стороне плодика [55].
У 46 родов семейства Губоцветных эфирные масла накапливаются только в железистых трихомах. Железистые трихомы – эпидермальные секреторные образования, состоящие из одной или нескольких клеток, продуцирующие и одновременно накапливающие секрет [56, 57].
Для представителей рода Artemisia характерны три типа железистых структур: схизогенные вместилища, железистые трихомы, а также неспециализированные паренхимные клетки. Известно, что в разных структурах могут накапливаться смеси терпеноидов разного состава. Например, в листьях Artemisia dracunculus эфирное масло схизогенных каналов и железистых волосков имеет разный компонентный состав [58].
Секреторные структуры родов Origanum и Schizonepeta меньше всего подвержены нарушениям целостности, и, следовательно, эфирное масло лучше сохраняется, а его компоненты более устойчивы к окислительному воздействию воздуха. Все остальные виды имеют секреторные каналы, которые при разрыве растений на части (или измельчении) нарушаются, что приводит (1) к ускорению улетучивания легкокипящих компонентов из-за повреждения защитных оболочек вместилищ масла и (2) к более заметному изменению компонентного состава за счет проникновения кислорода воздуха в секреторные каналы. Разрыв растений на части (при измельчении) приводит к сильным изменениям только той части эфирного масла, которая находится в секреторных каналах, поскольку при любой ломке растения в первую очередь будет нарушаться целостность именно схизогенных каналов.
Компоненты эфирных масел в растениях находятся в свободном и связанном состояниях. Под связанным состоянием понимают биогенетически соответствующие тем или иным веществам гликозиды, лактоструктуры и пирофосфатные интермедиаты вторичного метаболизма. Такие формы содержания позволяют растениям сохранять значительное количество летучих веществ на протяжении всего цикла их развития. При этом связанные компоненты не имеют строго ограниченной локализации и обычно равномерно распределяются по тканям промышленной части растений. Теоретически это можно представить как своеобразный запас таких веществ для стабильного протекания биологических
Важно понимать, что не все перечисленные типы локализации летучих веществ характерны для тех или иных видов эфиромасличного сырья. Так, например, зерновому и корневому эфиромасличному сырью свойственны внутренние эфиромасличные хранилища в форме каналов, при этом зерновое сырье обладает низкой влажностью, что препятствует внутреннему гидролизу и, как следствие, освобождению некоторого числа летучих веществ из связанных форм. Эти отличительные особенности позволяют хранить зерновое сырье длительный срок без заметных потерь эфирного масла [59].
Цветочное сырье, напротив, очень быстро теряет масло и поэтому перерабатывается в свежесобранном состоянии. Это также обусловлено структурной особенностью эфиромасличных хранилищ. В сырье этого типа преобладают экзогенные волоски и железы, которые в первую очередь подвержены деструкции [60].
Травянистое эфиромасличное сырьё в своей структуре заключает как экзогенные, так и эндогенные образования, поскольку по своей сути травянистое сырье представляет собой существенную часть надземных органов растения [61].
1.2.2. Способы выделения эфирных масел
Существует несколько способов извлечения ароматических веществ из растений.
Перегонка с водяным паром . Старинный и до сих пор наиболее распространенный способ получения эфирных масел. Его используют во всех случаях, когда сырье содержит сравнительно много эфирного масла и температура перегонки (около 100 °С) не отражается на его качестве.
Температура кипения отдельных компонентов эфирных масел колеблется от 150 до 350 °С. Так, например, пинен кипит при 160 °С, лимонен – при 177 °С, гераниол – при 229 °С, тимол при 233 °С и т. д. Однако все эти вещества в присутствии водяного пара перегоняются при температуре ниже 100 °С. Теоретические основания процесса перегонки с водяным паром вытекают из закона Дальтона о парциальных давлениях, согласно которому смесь жидкостей (взаимно нерастворимых и химически друг на друга не действующих) закипает тогда, когда сумма их парциальных давлений достигнет атмосферного давления.
Перегонку с водяным паром осуществляют в перегонных кубах или, для переработки больших количеств сырья, в непрерывно действующих перегонных аппаратах. Перегонка с водяным паром может проводиться не только при атмосферном давлении, но и под давлением перегретым паром. В этом случае соотношение воды и эфирного масла выгодно меняется в пользу увеличения перегоняемого масла. Это объясняется тем, что уменьшение упругости паров воды идет сильнее, не пропорционально изменению упругости паров эфирного масла [62].
Экстракция. Эфирные масла растворяются во многих легколетучих органических растворителях. Это свойство используется в тех случаях, когда компоненты эфирных масел термолабильны и подвергаются деструкции при перегонке с водяным паром. При экстракции сырье, помещенное в специальные экстракторы, подвергают извлечению петролейным эфиром, этиловым эфиром, ацетоном или иным экстрагентом. Далее экстрагент отгоняют, конденсируют и вновь направляют в процесс. Экстракторы работают по принципу аппарата Сокслета (если повторный нагрев экстракта в приемнике не отражается на качестве масла).