Hyssop composition depending on age and plants development phases

Abstract

The aim of this paper was to investigate biochemical composition of Hyssopus officinalis L. (Lamiaceae) in relation to plant age and phenological growth stage under conditions of Ukrainian Polissia, in order to determine the optimal harvest dates of the herbal material and its application spheres. The raw material samples under analysis were cut at various growth stages: the vegetative, budding, blooming, and ripening stages. To study the hyssop oil composition, areal parts of H. officinalis were used. The composition analysis was aimed at determining absolute dry matter (by drying samples at 105 °C up to the constant mass), «crude» cellulose, amounts of protein, fats, calcium, potassium, phosphorus, ascorbic acid, carotene, discernible sugars and tannins and essential oil. The present study has proved that in the plant ontogenesis the amount of essential oil, obtained from H. officinalis areal parts, does not markedly decrease: volatile oil yield in plants of the first, second and third years of life amounted to 1.007%, 0.75% and 0.71% respectively. The composition of volatile oil in the plants of the first year of life reveals 46 components, of which pinocampone (53.73%), isopinocampone (4.66%), myrtenol (9.35%) and camphor (3.86%) prevailed. In H. officinalis volatile oil of the third year 30 components were identified, the prevailing of which were isopinocampone (44.43%), pinocampone (35.49%), myrtenol (5.26%), germacrene D (3.15%), pulegone (2.93%) and bicyclogermacrene (1.35%). It was observed the change in the quantitative and qualitative composition of H. officinalis volatile oil throughout the entire vegetation period. Thus, in the phase of vegetative growth it was identified 25 compounds, the most predominant being elemol (33.25%), germacren D (21.59%) and bicyclogermacrene (15.78%). In the phase of blossoming 30 components can be identified, a high amount of isopinocampone and pinocampone (44.43% and 35.49%) and lover amount of myrtenol (5.26%), pulegone (2.93%) and bicyclogermacrene (1.35%) can be noted. During the fruit-bearing period 21 compounds with the prevalence of elemol (44.46%), bicyclogermarcren (10.30%), germacren D (5.86%), spatulenol (4.36%), β-eudesmol (4.34%), α-eudesmol (4.04%) and γ-eudesmol (3.92%) can be identified. H. officinalis raw material from one-year-old plants is to be used in food industry, whereas plants collected at the blooming stage are preferable for cosmetics and perfumery.

Метою роботи було дослідження біохімічного складу Hyssopus officinalis L. (Lamiaceae) залежно від віку та фенологічних фаз розвитку в умовах Полісся України для встановлення оптимальних термінів збирання та напрямів використання фітосировини. Сировину збирали в різні фази розвитку рослин: вегетативного росту, бутонізації, цвітіння та плодоношення. Для аналізу складу використовували надземну частину рослин. Визначали абсолютно суху речовину шляхом висушування зразків за 105 °С до постійної маси, «сиру» клітковину, вміст протеїну, жирів, кальцію, калію, фосфору, аскорбінової кислоти, каротину, водорозчинних цукрів і дубильних речовин, ефірної олії. Встановлено, що в онтогенезі рослин масова частка ефірної олії, виділена з надземної частини H. officinalis, знижується неістотно: вихід ефірної олії у рослин першого року життя становив 1,007%, другого – 0,78%, третього – 0,71%. У рослин першого року життя у складі ефірної олії виявлено 46 компонентів, серед яких домінували: пінокамфон – 53,73%, ізопінокамфон – 4,66%, міртенол – 9,35%, камфора – 3,86%. В ефірній олії H. officinalis третього року життя ідентифіковано 30 компонентів, серед яких переважали: ізопінокамфон – 44,43%, пінокамфон – 35,49%, міртенол – 5,26%, гермакрен D – 3,15%, пулегон – 2,93%, біциклогермакрен – 1,35%. Відзначено зміну кількісного та якісного складу ефірної олії H. officinalis упродовж вегетаційного періоду. У фазі вегетативного росту ідентифіковано 25 сполук, серед яких домінували елемол – 33,25%, гермакрен D – 21,59%, біциклогермакрен – 15,78%. У фазі цвітіння ідентифіковано 30 компонентів, зафіксовано високий вміст ізопінокамфону та пінокамфону – 44,43% і 35,49%), дещо нижчий – міртенолу – 5,26%, пулегону – 2,93%,біциклогермакрену – 1,35%. Під час плодоношення ідентифіковано 21 сполуку з домінуванням елемолу – 44,46%, біциклогермакрену – 10,30%, гермакрену D – 5,86%, спатуленолу – 4,36%, β-евдесмолу – 4,34%, α-евдесмолу – 4,04%, γ-евдесмолу – 3,92%. Зроблено висновок про доцільність використання рослинної сировини гісопу лікарського першого року життя у харчової промисловості, а у фазі цвітіння – у косметології та парфумерії.

Целью работы было исследование биохимического состава Hyssopus officinalis L.(Lamiaceae) в зависимости от возраста и фенологических фаз развития в условиях Полесья Украины для установления оптимальных сроков сбора и направлений использования фитосырья. Сырье собирали в разные фазы развития растений: вегетативного роста, бутонизации, цветения и плодоношения. Для анализа состава использовали надземную часть растений. Определяли абсолютно сухое вещество путем высушивания образцов при 105 °С до постоянной массы, «сырую» клетчатку, содержание протеина, жиров, кальция, калия, фосфора, аскорбиновой кислоты, каротина, водорастворимых сахаров и дубильных веществ, эфирного масла. Установлено, что в онтогенезе растений массовая доля эфирного масла, выделенного из надземной части H. officinalis, снижается незначительно: выход эфирного масла у растений первого года жизни составлял 1,007%,второго – 0,78%, третьего – 0,71%. У растений первого года жизни в составе эфирного масла обнаружено 46 компонентов, среди которых доминировали: пинокамфон – 53,73%, изопинокамфон – 4,66%, миртенол – 9,35%, камфора – 3,86%. В эфирном масле H. Officinalis третьего года жизни идентифицировано 30 компонентов, среди которых преобладали: изопинокамфон – 44,43%, пинокамфон – 35,49%, миртенол – 5,26%, гермакрен D – 3,15%, пулегон – 2,93%, бициклогермакрен – 1,35%. Отмечено изменение количественного и качественного состава эфирного масла H. officinalis в течение вегетационного периода. Во время фазы вегетативного роста идентифицировано 25 соединений, среди которых доминировали элемол – 33,25%, гермакрен D – 21,59%, бициклогермакрен – 5,78%. В течение фазы цветения идентифицировано 30 компонентов, отмечено высокое содержание изопинокамфона и пинокамфона – 44,43% и 35,49%, несколько ниже – миртенола – 5,26%, пулегона (2,93%) и бициклогермакрена – 1,35%. Во время плодоношения идентифицировано 21 соединение с преобладанием элемола – 44,46%, бициклогермакрена – 10,30%, гермакрена D – 5,86%, спатуленола – 4,36%, α-эвдесмола – 4,04%, β-эвдесмола – 4,34% и γ-эвдесмола – 3,92%. Сделан вывод о целесообразности использования растительного сырья иссопа лекарственного первого года жизни в пищевой промышленности, а в фазе цветения – в косметологии и парфюмерии.