Способ определения объема фракции легколетучих соединений в эфирном масле листа мяты

Изобретение относится к области сельского хозяйства и пищевой промышленности, а также ароматерапии. В способе определяют объем фракции легколетучих соединений эфирного масла листа мяты в период технической спелости. Объем фракции вычисляют по разнице между объемом эфирного масла секреторных желез, полученным на основании количества и размера желез на единицу площади листьев растений мяты с использованием светового микроскопа с видеосистемой Lumenera Infinity 2 с последующей обработкой данных с помощью программы Infinity camera V:5.02, и объемом эфирного масла, полученным методом гидродистилляции. Способ позволяет быстро оценить содержание фракции легколетучих соединений в эфирном масле и провести отбор селекционного материала. 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 пр.

 

Изобретение относится к пищевой промышленности, ароматерапии и производству аптечного листа, и касается оценки гибридов и сортов мяты по количеству легколетучих соединений в эфирном масле мяты. Пряно-ароматические свойства эфирного масла мяты известны с давнего времени. Основным назначением мяты является получение эфирного масла для извлечения из него ментола для фармацевтической промышленности, вторым, не менее важным, направлением использования растений мяты является пищевая промышленность, производство аптечного листа и ароматерапия, где важен ее аромат, т.е. наличие легколетучих соединений. Листья мяты используются в качестве составной части как ароматическая добавка в различные напитки, в том числе чаи, и для приготовления сборов лекарственных растений, т.к. нативное эфирное масло мяты содержит фракцию легколетучих соединений, быстро испаряющихся при нагревании и создающих неповторимый аромат. При этом масло каждого из многочисленных межвидовых гибридов, внутривидовых клонов и сортов обладает уникальным ароматом, определяемым составом и процентным соотношением легколетучих соединений.

Эфирное масло накапливается в шарообразных выростах эпидермиса листьев растений мяты, называемых секреторными железками. Они представляет собой шарообразный резервуар, состоящий из полости, наполненной маслом, с тонкой внешней оболочкой, и ножки, с помощью которой железка прикреплена к поверхности листа.

Издавна известен способ извлечения эфирных масел «анфлераж», принцип которого состоит в том, что масло, испаряющееся из цветков, поглощается сорбентами (твердыми жирами, активированным углем). Из образующей душистой массы, эфирное масло извлекают растворителем.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ экстракции сырья растворителями в колонных аппаратах, получения эфирного масла с последующим определением его компонентного состава сочетанием методов газовой хроматографии и масс-спектрометрии (Хейфиц Л.А., Дашунин В.М., 1994). Способ позволяет определить состав компонентов эфирного масла и, в частности, легколетучих соединений. Недостатками данного способа являются длительность анализа и необходимость наличия высокоточного и дорогостоящего оборудования.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является создание более простого способа определения объема фракции легколетучих соединений эфирного масла межвидовых гибридов, внутривидовых клонов и сортов мяты. Поставленная задача решается путем учета количества и морфологических параметров секреторных железок на листьях мяты, отобранных в фазу технической спелости, расчета объема эфирного масла железок на единицу площади листьев (1000 см²). Одновременно в листьях мяты проводится определения содержания эфирного масла методом гидродистилляции (метод Клевенджера, модифицированный Лошкаревым (ГОСТ 24027.2-80)). Полученная разница содержания эфирного масла между двумя способами является фракцией легколетучих соединений Необходимо наличие светового микроскопа с видеосистемой Lumenera Infinity 2 или цифровой фотокамерой, линейки для фиксирования масштаба при фотосъемке, или бинокуляра с окулярным микрометром; прибора для определения эфирного масла.

Ход работы

У анализируемых растений мяты отбираются 10-30 листьев 5-7 пары 2-3 яруса главного цветоносного побега в фазу технической спелости, т.к. в данную фазу заканчивается формирование эфиромасличных желез и в них наблюдается наибольшее содержание масла.

С помощью видеосистемы или цифровой фотокамеры, присоединенной к световому микроскопу, фотографируются на увеличении ×500 по 10 участков каждого листа с верхней и нижней сторон, поскольку железки зачастую расположены с обеих сторон листа. На полученных снимках с помощью программы Infinity camera V:5.02 подсчитывают число железок в кадре, определяют площадь поверхности листа в кадре в см, количество железок на 1 см² верхней и нижней сторонах листа. Также измеряют их диаметр и вычисляют среднее значение диаметра железок.

Возможно проведение данных расчетов с помощью масштабной линейки, для чего ее фотографируют и учитывают, что 1мм=1000мкм.

При отсутствии светового микроскопа аналогичные замеры можно проводить с помощью бинокуляра. Учет количества железок в поле зрения, их диаметра и площади поля зрения проводят, используя окулярный микрометр.

Используя полученные данные, вычисляют объем эфирного масла железок на 1000 см² площади листьев по формулам:

V₁₀₀₀=V_верх+V_низ;

V_{верх или низ}=4/3πR³×n×1000,

где V₁₀₀₀ - объем эфирного масла железок на 1000 см² площади листьев, см³;

V_верх - объем эфирного масла железок на верхней стороне, см³;

V_низ - объем эфирного масла железок на нижней стороне, см³;

π=3,14;

R - радиус железок, см;

n - число железок на 1 см² поверхности листа, шт.

Одновременно в листьях анализируемых растений мяты проводят определение содержания эфирного масла методом гидродистилляции. Для этого 200-300г свежих листьев помещают в прибор для отгонки эфирного масла и согласно ГОСТу 24027.2-80 получают эфирное масло и измеряют его объем. Фиксируется масса 50 листьев мяты, определяется их площадь с помощью планиметра и вычисляется масса 1000 см² площади поверхности листьев по формуле:

$${М}_{1000}=\frac{m_{50}\times 1000}{s_{50}},$$

где M₁₀₀₀ - масса 1000 см² поверхности листьев, г;

m₅₀ - масса 50 листьев, г;

s₅₀ - площадь поверхности 50 листьев, см².

Пересчет количества эфирного масла, полученного методом гидродистилляции, на 1000 см² площади поверхности листьев проводится по формуле:

$$V{*}_{1000}=\frac{M_{1000}\times V^{*}}{навеска},$$

где V*₁₀₀₀ - объем эфирного масла, полученного методом гидродистилляции, на 1000 см² площади поверхности листьев, см³;

V* - объем эфирного масла, полученного методом гидродистилляции, см³;

M₁₀₀₀ - масса 1000 см² поверхности листьев, г.

Навеска - навеска свежих листьев, взятых для гидродистилляции, г. Определение объема фракции легколетучих соединений в листьях мяты вычисляется по формуле:

V_л.ф=V₁₀₀₀-V*₁₀₀₀,

где V_л.ф - объем фракции легколетучих соединений в эфирном масле листьев мяты, см³;

V₁₀₀₀ - объем эфирного масла (суммарный объем железок) на 1000 см² площади листьев, см³;

V*₁₀₀₀ - объем эфирного масла, полученного методом гидродистилляции, на 1000 см² площади поверхности листьев, см³.

Содержание фракции легколетучих соединений в процентах в эфирном масле листьев мяты определяется по формуле:

$$\frac{V_{л.ф}\times 100}{V_{1000}},$$

где V_л.ф - объем фракции легколетучих соединений в эфирном масле

листьев мяты, см³;

V₁₀₀₀ - объем эфирного масла (суммарный объем железок) на 1000 см²

площади листьев, см³.

Пример 1. Расчет V_л.ф для сортов мяты старой селекции, районированных для Украины и южных регионов России, выращенных на экспериментальном участке лаборатории в Главном ботаническом саду РАН. У анализируемых растений отобраны 30 листьев 5-7 пары 2-3 яруса главного цветоносного побега в фазу технической спелости каждого сорта подсчитаны количество секреторных железок, их диаметр и V₁₀₀₀. Одновременно взяты образцы свежих листьев каждого сорта и определено содержание эфирного масла методов гидродистилляции. Определен объем фракции легколетучих соединений и рассчитано их содержание эфирного масла сортов мяты старой селекции.(табл.1).

Таблица 1.
Определение объема фракции легколетучих соединений в эфирном масле мяты.
сорт	объем эфирного масла, см3	Содержание фракции легколетучих соединений в эфирном масле мяты, %
общий объем железок, V1000	объем масла после гидродистилляции, V*1000	объем легколетучих соединений, Vл.ф
1. Краснодарская 2	0,509	0,133	0,376	73,9
2. Кубанская 6	0,646	0,212	0,434	67,2
3. Симферопольская 200	0,664	0,180	0,484	72,9
4. Москвичка	0,605	0,224	0,381	63,0
5. Удайчанка	0,766	0,337	0,429	56,1
6. Митчамская	0,500	0,166	0,334	66,8
7. Лекарственная 4	0,583	0,280	0,303	52,0

Как видно из данных таблицы в составе эфирного масла сортов мяты старой селекции, полученных на основе M.piperita, содержание фракции легколетучих соединений превышает 50%, а у сортов Краснодарская 2 и Симферопольская 200 превышает 70%. Данные сорта эффективнее использовать в свежем виде - в пищевой промышленности или ароматерапии, и для аптечного листа. При их использовании для получения эфирного масла следует применять методы мацерации, так как при использовании метода гидродистилляции фракция легколетучих соединений теряется, что ведет к потерям выхода эфирного масла и ухудшению его качества.

Пример 2. Расчет V_л.ф для межвидовых гибридов, внутривидовых клонов мяты, выращенных на экспериментальном участке лаборатории в Главном ботаническом саду РАН.

У анализируемых растений отобраны 30 листьев 5-7 пары 2-3 яруса главного цветоносного побега в фазу технической спелости каждого сорта подсчитаны количество секреторных железок, их диаметр и V₁₀₀₀ - Одновременно взяты образцы свежих листьев каждого сорта и определено содержание эфирного масла методов гидродистилляции. Определен объем фракции легколетучих соединений и рассчитано их содержание эфирного масла сортов мяты старой селекции (табл.2).

Таблица 2.
Определение объема фракции легколетучих соединений в эфирном масле мяты.
сорт	объем эфирного масла, см3	Содержание фракции легколетучих соединений в эфирном масле мяты, %
общий объем железок, V1000	объем масла после гидродистилляции, V*1000	объем легколетучих соединений, Vл.Ф
Внутривидовой тетраплоидный клон М. arvensis,	0,573	0,313	0,260	45,4
Внутривидовой клон М. arvensis (NV-74)	0,670	0,151	0,519	77,5
Внутривидовой клон М. arvensis (17-Тайвань)	0,502	0,170	0,332	66,2
Внутривидовой клон М. arvensis (18-Япония)	0,541	0,191	0,350	64,7
Внутривидовой клон М. arvensis (24-Сыктывкар)	0,094	0,025	0,069	73,5
Внутривидовой клон М. arvensis (19-Крым)	0,460	0,072	0,388	84,4
Межвидовой гибрид М. piperita и М. crispa Внутривидовой клон М. crispa (Крым)	0,611	0,165	0,446	73,0
0,745	0,100	0,645	86,6

Как видно из данных таблицы в составе эфирного масла у большинства внутривидовых клонов мяты М arvensis, содержание фракции легколетучих соединений составляет от 65 до 85% - данные образцы могут использоваться в свежем виде в пищевой промышленности, на аптечный лист и в ароматерапии. Только у тетраплоидного клона М. arvensis содержание фракции легколетучих соединений было менее 50%, поэтому может быть рекомендован для производства эфирного масла методом гидродистилляции.

Таким образом, предлагаемый нами способ определения объема фракции легколетучих соединений в эфирном масле листа мяты позволяет быстро оценить содержание фракции легколетучих соединений в эфирном масле и проводить отбор материала для пищевой промышленности, производства аптечного листа и ароматерапии.

Источники информации

1. Хейфиц Л.А., Дашунин В.М. Душистые вещества и другие продукты для парфюмерии. - М.: Химия, 1994. - С.185.

2. ГОСТ 24027.2-80. Сырье лекарственное растительное. Методы определения влажности, содержания золы, экстрактивных и дубильных веществ, эфирного масла.

1. Способ определения объема фракции легколетучих соединений эфирного масла листа мяты в период технической спелости, отличающийся тем, что вычислен по разнице между объемом эфирного масла секреторных желез, полученным на основании количества и размера желез на единицу площади листьев растений мяты с использованием светового микроскопа с видеосистемой Lumenera Infinity 2 с последующей обработкой данных с помощью программы Infinity camera V:5.02, и объемом эфирного масла, полученным методом гидродистилляции.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что объем эфирного масла секреторных желез получен с использованием светового микроскопа с цифровой камерой и масштабной линейкой.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что объем эфирного масла секреторных желез получен с использованием бинокуляра с окулярным микрометром.