Лабораторная работа №1

Тема: «Анализ листьев брусники»

1 Теоретическая часть

1. Систематика

Брусника относится к роду Vaccinium, систематическое положение которого сейчас изучается и уточняется. Одними систематиками этот род относится к семейству Ericaceae, другие выделяют его в самостоятельное семейство Vacciniaceae, характеризующееся своей нижней завязью. Установленный Линнеем род Vaccinium включал в себя 12 видов, в том числе и V. oxycoccus. В настоящее время в данном роде насчитывается 200 видов. Брусника включена в подрод Eu - Vaccinium, характеризующийся пятизубчатым венчиком, образующим короткую кайму вокруг тычинок. По устройству пыльников, по анатомии листьев, по соцветиям указанный подрод делится на несколько секций, из которых наиболее распространенные Murtillus, встречающиеся на севере (виды V.murtillus L.- черника и V.uliginosum L. – голубика), и с 40 видами, среди которых наиболее распространенный Vitis-idaea L. - брусника.

2. Географическое распространение

Брусника занимает большие пространства в Северной и Средней Европе, в Сибири, Северной Америке. На юге Западной Европы граница ее ареала проходит в Пиренеях, Апеннинах, Карпатах, в Сербии и Болгарии (В Греции отсутствует); В России она близко совпадает с южной границей сосны, встречается в горной части Кавказа, на Урале до 54 ⁰ с.ш., на Алтае и в Гималаях. Северная граница ареала проходит в Норвегии на 71 ⁰ с.ш., далее захватывает весь Север России до берегов Берингова моря, заходит на острова Вайгач и Новую Землю. Растет брусника в бассейне Амура, на Сахалине, в горах Японии и на Курильских островах. В Северной Америке граница идет по арктической части до Аляски, Британской Колумбии, Восточной Гренландии (под 75 ⁰с.ш.), южная граница проходит по штатам Мэн, Массачусетс. В горных областях заходит очень высоко, в особенности в южных районах. Так, в Швейцарских Альпах в некоторых местах она встречается на высоте до 3000 м.

3. Внешний вид растения

Небольшой кустарничек, высотой до 25 см с ползучим корневищем и ветвистыми прямостоячими стеблями. Листья очередные на коротких черешках, зимующие, кожистые, округлые, обратнояйцевидные или эллиптические почти цельнокрайние, по краю несколько завернутые. С нижней стороны с бурыми точками. Цветки на коротких цветоножках с двумя прицветникам, собраны в короткие поникающие верхушечные кисти из 4 – 8 цветков. Чашечка четырехраздельная, с короткими треугольными красноватыми долями; венчик колокольчатый, розовый, с четырьмя, загнутыми наружу зубчиками, завязь нижняя. Плод – шаровидная, блестящая, при созревании красная сочная ягода диаметром до 8 мм, четырехгнездая, с многочисленными мелкими семенами.

4. Химический состав

Листья брусники содержат 4-9% арбутина, гидрохинон, кислоты: галловую, эллаговую, хинную, урсоловую, глиоксимовую, кетоглутаровую, окси-кетомасляную, яблочную, щавелевую, бензойную; разнообразные фенольные соединения: идеин хлорид (3 –галактозид-цианидин-хлорид), дубильные вещества, глюкозид вакцинин (6-бензоил-d глюкозид), Т_пл = 104 – 106 ^о, гиперозид (гиперин),Т_разл = 236 – 238^о; витамин С; каротиноиды: ликопин, Т_пл = 173^о, зеаксантин, Т_пл = 204 – 206^о.

вакцинин идеин-хлорид

урсоловая кислота галловая кислота эллаговая кислота

ликопин

зеаксантин

Рис. 1 Примеры веществ, содержащихся в листьях брусники

Главным действующим веществом является арбутин, который в организме расщепляется на гидрохинон и глюкозу.

арбутин гидрохинон

Рис. 2 Реакция расщепления арбутина в организме

Гидрохинон обладает бактерицидным и мочегонным действием. В ягодах также содержится арбутин, но в меньших количествах. Арбутин - очень стойкий глюкозид, разлагается при 150 ^оС, переносит кипячение. Растворим в кипящей воде и спирте, в эфире - нерастворим.

Химический состав ягод брусники довольно разнообразен и включает в себя, кроме сахара, органические кислоты, антоцианы, лейкоантоцианы и катехины, дубильные и пектиновые вещества, витамины, азотистые вещества, макро- и микровещества.

Основную часть сырого веса в процентном отношении составляет вода, которой в ягодах брусники 84 - 88%. Ягоды богаты сахарами (до12%), из сахаров содержится фруктоза, глюкоза и сахароза, причем большую часть составляют редуцирующие сахара. Сахароза присутствует в небольших количествах (0,01 - 0,10%) или ее нет совсем. Из органических кислот (до 2,3%) преобладают лимонная, яблочная, бензойная и в незначительных количествах винная и салициловая кислоты. Из них наибольший интерес представляет бензойная кислота, обладающая антисептическим действием и обеспечивающая долгую сохранность ягод в свежем состоянии. Содержание витамина С относительно невелико и составляет 10 – 20 мг.

Из других биологически активных веществ брусники интерес представляет группа полифенольных соединений (антоцианы, лейкоантоцианы, катехины), многие из которых обладают Р-витаминной активностью.

Антоцианы – пигменты растений, окрашивающие цветки, плоды, листья, стебли в самые разнообразные цвета. В основе их строения - катион флавиния.

Рис. 3 Катион флавиния

Окраска антоцианов объясняется особенностями их строения - количеством и расположением гидроксильных и метоксильных групп, а также способностью образовывать комплексы с ионами металлов (Mg, Са соли антоцианов дают синюю окраску, калиевые соли – пурпурную).