Растительные ресурсы, 2020, T. 56, № 3, стр. 270-275

Компонентный состав и антимикробная активность эфирного масла Arachis hypogea (Fabaceae)

Н. К. Усманова 1, А. М. Каримов 2, Х. М. Бобакулов 23, Н. Д. Абдуллаев 2, Э. Х. Ботиров 4*

1 Наманганский государственный университет
г. Наманган, Узбекистан

2 Институт химии растительных веществ им. акад. С.Ю. Юнусова АН РУз
г. Ташкент, Узбекистан

3 Ташкентский институт инженеров ирригации и механизации сельского хозяйства
г. Ташкент, Узбекистан

4 Сургутский государственный университет
г. Сургут, Россия

* E-mail: botirov-nepi@mail.ru

Поступила в редакцию 20.04.2020
После доработки 10.05.2020
Принята к публикации 10.06.2020

Полный текст (PDF)

Аннотация

Изучен компонентный состав эфирного масла, выделенного методом гидродистилляции из надземной части растения Arachis hypogaea L., произрастающего в Узбекистане. Методом хромато-масс-спектрального анализа эфирного масла идентифицировано 47 соединений, что составляет 99.0% от общего количества масла. В составе эфирного масла A. hypogaea преобладают окисленные монотерпены (47.8%), альдегиды и кетоны (24.7%) и спирты (18.9%). Доминирующими компонентами эфирного масла являются линалилацетат (32.6%), 2-метил-1-бутанол (12.6%), (E)-2-гексеналь (10.5%), α-терпинеол (7.0%), (Z)-2-(3,3-диметил)-циклогексилиденэтанол (5.3%) и фенилацетальдегид (5.1%). Изучена антимикробная активность эфирного масла в отношении Bacillus subtilis, Salmonella enterica, Escherichia coli и Staphylococcus aureus.

Ключевые слова: Arachis hypogaea, эфирное масло, ГХ-МС анализ, антимикробная активность

Arachis hypogaea L. земляной орех (семейство Fabaceae) – однолетнее травянистое растение высотой 25–40 см, в диком виде не встречается, но широко культивируется в тропических и субтропических странах, в Средней Азии, Закавказье [111, 222]. Земляной орех является одной из главных масличных культур мира. По содержанию белка уступает только сое, ботва содержит до 12% белка и по питательности не уступает люцерне и клеверу [3, 4 ] .

Хорошо известны лечебные свойства этого растения. Надземную часть растения и семена во Вьетнамской народной медицине используется для лечения различных заболеваний, таких как кашель, артрит, запоры [5 ] . В Индии семена арахиса используются для лечения заболеваний органов дыхания и в качестве источника олигомерных проантоцианидинов, обладающих антиатеросклеротическими свойствами, а также для профилактики эндометриоза и рака [6, 7 ] .

Земляной орех является богатым источником биологически активных соединений, имеющих большое значение в пищевой, фармацевтической, масложировой, косметической промышленности. Из различных органов растения выделены липиды, белки (арахин и конарахин), углеводы, гликозиды, фитостерины, кумарин (эскулетин), хиноны, стероиды, каротиноиды (β-каротин), терпеноиды (гераниол), витамины, фосфолипиды (лецитин) [3, 4, 6, 7 ] , аминокислоты, таннины, тритерпеновые сапонины, алкалоиды (бетаин, холин, арахин, производные индола, спермидина) флавоны, флавонолы [8, 9 ] , стерины, катехины, проантоцианидины [10, 11 ] , изофлавоны, фенолкарбоновые кислоты, стильбены (ресвератрол) и минеральные вещества [5, 12, 13 ] . Установлено, что соединения, выделенные из A. hypogaea обладают антиоксидантным, гиполипидемическим, противовоспалительным, анальгезирующим, антимикробным, противопаразитарным, седативным, гипотензивным и гемостатическим свойствами [3, 4, 6, 7, 11, 14 ] . Содержание ресвератрола в корнях, стеблях и листьях земляного ореха является достаточно высоким (270.5, 83.0 и 2.9 мг/г) и, вероятно, этим и обусловлена высокая антиоксидантная активность экстракта корней арахиса [5, 15 ] .

A. hypogaea широко культивируется в различных регионах Узбекистана и ежегодно выращивается около 7500 тыс. т земляного ореха. Предметом настоящего исследования является выделение эфирного масла из надземной части растения и изучение его компонентного состава с целью выявления биологически активных веществ.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Использованная в настоящей работе надземная часть A. hypogaea заготовлена на территории Наманганской области Республики Узбекистан в период плодоношения (октябрь, 2019 г.).

Выделение эфирного масла из 200 г измельченной воздушно-сухой наземной части A. hypogaea осуществляли методом гидродистилляции при атмосферном давлении, дистиллят отбирали в течение 3 ч. Эфирное масло из дистиллята выделили жидкость–жидкостной экстракцией хлороформом. Растворитель отгоняли, эфирное масло сушили безводным сульфатом натрия. Получили светло-зеленое масло с характерным запахом с выходом 0.11%.

ГХ-МС анализ. Качественный и количественный состав эфирного масла определяли на хромато-масс-спектрометре Agilent 5975С inert MSD/7890A GC. Разделение компонентов смеси проводили на кварцевой капиллярной колонке Agilent H-P‑INNOWax (30 м × 250 мкм × 0.25 мкм) в температурном режиме: 50 °С (1 мин)–4 °С/мин до 200 °С (6 мин)–15 °С/мин до 250 °С (15 мин). Объем вносимой пробы составлял 1.0 мкм, скорость потока подвижной фазы (H2) – 1.1 мл/мин. EI-MS спектры были получены в диапазоне m/z 10–550 а. е. м. Компоненты идентифицировали на основании сравнения характеристик масс-спектров с данными электронных библиотек (Wiley Registry of Mass Spectral Data-9th Ed., NIST Mass Spectral Library, 2011), и сравнения индексов удерживания (ИУ) соединений, определенного по отношению к времени удерживания н-алканов (С9–С24).

Определение антимикробной активности. Антибактериальную активность выделенного эфирного масла в отношении Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis и Salmonella enterica определяли методом серийных разведений. Минимальные ингибирующие концентрации определяли методом макроразведения в триптиказеино-соевом бульоне. Исходный раствор получали путем растворения эфирного масла в диметилсульфокисиде до концентрации 20 мкл/мл, а затем делали серийные разведения в пределах от 10 до 0.125 мкл/мл в пробирках, содержащих 1 мл бульона. Затем к каждой пробирке добавляли 100 мкл бактериальной суспензии, эквивалентной 0.5 единицам McFarland, и инкубировали при 35 °C в течение 20 ч. После этого определяли минимальную ингибирующую концентрацию (МИК, мкг/мл) как самую низкую концентрацию эфирного масла, при которой не наблюдалось бактериального роста. Раствор стрептомицина использовался как референс-контроль.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Результаты хромато-масс-спектрального анализа эфирного масла A. hypogaea приведены в табл. 1. Всего в его составе охарактеризовано 47 соединений, что составляет 99.0% от общего количества эфирного масла. В составе эфирного масла преобладают окисленные монотерпены (47.8%), альдегиды и кетоны (24.7%), спирты (18.9%). Содержание гетероциклических соединений, окисленных сесквитерпенов и монотерпенов является низким – 2.6, 0.9 и 0.7% соответственно. Мажорными компонентами эфирного масла являются линалилацетат (32.6%), 2-метил-1-бутанол (12.6%), (E)-2-гексеналь (10.5%), α-терпинеол (7.0%), (Z)‑2-(3,3-диметил)-циклогексилиденэтанол (грандлур II) (5.3%) и фенилацетальдегид (5.1%).

Таблица 1.  

Компонентный состав эфирного масла Arachis hypogaea, выделенного из надземной части растения Table 1.   Composition of Arachis hypogaea essential oil isolated from the plant aerial parts


No
Соединения
Compounds
ИУ
RI
Содержание, %
Content, %
Соединения
Compounds
ИУ
RI
Содержание, %
Content, %
1. (E)-3-Пентен-2-он
(E)-3-Penten-2-one
1106 1.4 27. 1-Oктен-3-oл
1-Octen-3-ol
1450 1.6
2. (E)-2-Пентеналь
(E)-2-Pentenal
1109 1.6 28. 2-Meтилаллил ацетат
2-Methylallyl acetate
1458 0.9
3. 3-Гексеналь
3-Hexenal
1120 0.5 29. (E,E)-2,4-Гептадиеналь
(E,E)-2,4-Heptadienal
1451 0.4
4. 1-Бутанол
1-Butanol
1131 0.3 30. Бензальдегид
Benzaldehyde
1506 0.7
5. 1-Пентен-3-oл
1-Penten-3-ol
1149 0.7 31. Линалилацетат
Linalyl acetate
1545 32.6
6. 3-Пентен-2-oл
3-Penten-2-ol
1170 1.1 32. (E)-6-Meтил-3,5-гептадиенон
(E)-6-Methyl-3,5-hepta- dienone
1561 0.4
7. Пиридин
Pyridine
1172 0.4 33. β-Циклоцитраль
β-Cyclocitral
1595 0.4
8. 2-Гептанон
2-Heptanone
1174 0.4 34. 2,4,6-Tриметил-3-циклогексен-1-карбальдегид
2,4,6-Trimethyl-3-cyclo- hexene-1-carboxaldehyde
1601 0.4
9. Гептаналь
Heptanal
1184 0.2 35. Фенилацетальдегид
Benzeneacetaldehyde
1627 5.1
10. 3-Метил-2-бутеналь
3-Methyl-2-butenal
1202 0.3 36. α-Teрпинеол
α-Terpineol
1687 7.0
11. 2-Meтил-1-бутанол
2-Methyl-1-butanol
1205 12.6 37. 5-Этил-2(5H)-фуранон
5-Ethyl-2(5H)-furanone
1735 0.3
12. (E)-2-Гексеналь
(E)-2-Hexenal
1210 10.5 38. Mирценол
Myrtenol
1778 0.7
13. 2-Пентилфуран
2-Pentylfuran
1222 0.7 39. цис-Изогераниол
cis-Isogeraniol
1810 1.6
14. 3,7-Диметил-1,3,6-октатриен
3,7-Dimethyl-1,3,6-octatriene
1227 0.4 40. β-Дамасценон
β-Damascenone
1815 0.2
15. 1-Пентанол
1-Pentanol
1241 0.2 41. Грандлур II
Grandlure II
1847 5.3
16. цис-Oцимен
cis-Ocimene
1246 0.3 42. (E)-Геранилацетон
(E)-Geranylacetone
1851 1.1
17. α-Терпинолен
α-Terpinolen
1276 0.4 43. Бензиловый спирт
Benzyl alcohol
1856 0.9
18. цис-2-(2-Пентенил) фуран
cis-2-(2-Pentenyl)furan
1280 0.6 44. (E)-β-Ионон
(E)-β-Ionone
1923 0.5
19. 3-Meтил-3-бутен-2-oл
3-Methyl-3-buten-2-ol
1285 0.9 45. Неролидиол
Nerolidol
2020 0.9
20. (E)-2-Пентенол
(E)-2-Pentenol
1304 0.4 46. Гексагидрофарнезилацетон
Hexahydrofarnesyl acetone
2130 0.9
21. (Z)-2-Гептеналь
(Z)-2-Heptenal
1313 0.2 47. 3-Meтоксиацетофенон
3-Methoxyacetophenone
2148 0.6
22. 6-Meтил-5-гептен-2-oн
6-Methyl-5-hepten-2-one
1329 0.6 Oкисленные монотерпены
Oxygenated monoterpenes
47.8
23. (Z)-3-Гексенол
Z-3-Hexenol
1360 0.2 Aльдегиды и кетоны
Aldehydes and ketones
24.7
24. Нонаналь
Nonanal
1383 0.5 Спирты
Alcohols
18.9
25. цис-Линалоол оксид
cis-Linalool oxide
1425 0.2 Другие
Others
7.6
26. Фурфурол
Furfural
1448 0.9 Всего
Total of identified
99.0

Примечание: ИУ – относительный индекс удерживания. Note: RI – relative retention indices.

Следует отметить довольно высокое содержание в составе эфирного масла ациклического монотерпена линалилацетата – компонента парфюмерных композиций, отдушек для мыла и косметических изделий. 2-Метил-1-бутанол – один из компонентов аромата трюфеля. (E)-2-Гексеналь является феромоном тревоги тараканов, а также компонентом парфюмерных композиций и пищевых эссенций [1633]. Грандлур II обнаружен в составе агрегационного феромона земляничного долгоносика Anthonomus rubi – основного вредителя клубники [17 ] . Фенилацетальдегид является цветочным аттрактором для многих видов чешуекрылых, например, капустной петлительницы [18 ] . Следовательно, экстракты надземной части A. hypogaea потенциально могут быть использованы в качестве естественного источника приманок для ловушек соответствующих насекомых. Достаточно в большом количестве (7.0%) в исследуемом эфирном масле представлен α-терпинеол – моноциклический монотерпеновый спирт, содержащийся во многих эфирных маслах (померанцевое масло, камфорное масло, гераниевое масло, веролиевое масло, петигреневое масло и др.) и обладающий широким спектром фармакологической активности: антиоксидантной, противоопухолевой, противосудорожной, противоязвенной и антигипертензивной [19 ] . цис-Изогераниол является следовым феромоном муравьев Leptogenys diminuta [20 ] .

Известно, что многие эфирные масла из различных растений проявляют антимикробную активность против широкого спектра бактерий и грибков [21, 22 ] . Антимикробная активность in vitro эфирного масла A. hypogaea по сравнению со стрептомицином показана в табл. 2. Эфирное масло проявило значительные антимикробные свойства в отношении Bacillus subtilis и умеренную активность в отношении Salmonella enterica, Escherichia coli и Staphylococcus aureus.

Таблица 2.  

Минимальная концентрация ингибирования (MIC) эфирного масла A. hypogaea в отношении четырех бактериальных штаммов Table 2 Minimum inhibitory concentration (MIC) of A. hypogaea essential oil against four bacterial strains

Samples MIC (µM)
E. coli S. aureus B. substilis S. enterica
Стрептомицин
Streptomycin
25.8 3.1 25.8 25.8
Эфирное масло A. hypogaea
Essential oil of Arachis hypogaea
342.3 492.6 216.0 411.4

Мы склонны считать, что антимикробная активность эфирного масла A. hypogaea обусловлена наличием в его составе линалилацетата и α-терпинеола, которые, как было указано, обладают вышеуказанной активностью [23, 24 ] . Китайские исследователи обнаружили, что экстракты стебля и листьев A. hypogaea оказывают седативное и снотворное действие. Согласно их данным, основными компонентами эфирного масла являются линалоол, н-гексадекановая кислота и 1-октен-3-ол [14 ] . Главными компонентами эфирного масла листьев A. hypogaea, произрастащего в Северной Каролине (США), являются 1-октен-3-ол, геникозан, нонаналь, 4-винилгваякол и фитол [25 ] . В составе изученного нами эфирного масла вышеуказанные соединения, за исключением нонаналя (0.5%) и 1-октен-3-oла (1.6%) не обнаружены. Значительное различие в составе эфирных масел A. hypogaea, произрастающих в Китае, США и Узбекистане, возможно, обусловлено различиями почвенно-климатических условий и вегетационного периода растения.

ВЫВОДЫ

Методом хромато-масс-спектрального анализа эфирного масла из надземной части Arachis hypogaea идентифицировано 47 соединений, относящихся к окисленным монотерпенам, альдегидам и кетонам, спиртам и другим классам. Доминирующими компонентами эфирного масла являются линалилацетат, 2-метил-1-бутанол, (E)-2-гексе- наль, α-терпинеол, грандлур II и фенилацетальдегид. Изучена антимикробная активность эфирного масла и установлено, что оно проявляет значительное антимикробное действие в отношении Bacillus subtilis и умеренную активность в отношении Salmonella enterica, Escherichia coli и Staphylococcus aureus.

Список литературы

  1. Cм. REFERENCES

Дополнительные материалы отсутствуют.