Гербаризация лекарственных растений

Гербаризация растений обычно проводится после их определения, образцы растений должны отвечать определенным требованиям.

Запрещается собирать растения на территориях заповедников, в парках, лесопарках, а также в местах, объявленных памятниками природы.

Собирая растения, нужно помнить о бережном отношении к природе. Не следует собирать редкие и особо ценные растения, не выкапывать лишние экземпляры, не срезать и не ломать очень длинные побеги деревьев и кустарников. Список растений, нуждающихся в особой охране, приведен в Красной книге. Растения для гербария собирают в фазе цветения, в сухую погоду с ранней весны, когда зацветают первые весенние растения и заканчивают поздней осенью. Все наземные растения необходимо собирать свежими, без признаков увядания. Во время дождя или после него собирать растения нельзя, так как влажные они быстро чернеют и загнивают. Травянистые растения для гербария должны быть собраны со всеми вегетативными органами - надземными и подземными побегами, корнями, цветками и по возможности с плодами и семенами. У древесных растений срезают отдельные ветви до 30 см длины с типичными листьями, цветами и плодами. У растений, цветущих до появления листьев, образцы берутся в два срока: в период цветения и после распускания листьев. Двудомные растения должны быть представлены мужскими и женскими экземплярами. Толстые корни и корневища разрезают вдоль, оставляя лишь половину. Высокие (крупные) растения, побеги перегибают с таким расчетом, чтобы все части умещались на листе, иногда среднюю часть вырезают, закладывают в бумагу отдельно, сушат, а при монтировании гербария соединяют. Сильноветвистые растения во избежание налегания одних частей растения на другие, прокладывают кусочками фильтровальной бумаги, цветки прокладывают тонким слоем ваты. Нежные растения (ятрышник, фиалки) укладывают на фильтровальную бумагу. Болотные растения тщательно промывают, подземные органы отбирают, вначале раскладывают на пергаментной бумаге, сушат «сменной бумагой» (фильтровальной или газетной), после подсушивания закладывают в гербарий. Толстые стебли, корневища, корни, луковицы разрезают вдоль и каждую половину сушат отдельно. При монтировании гербария их соединяют. Семена нужно собирать в небольшие пакетики, а при монтировании гербария использовать. При сборе растений не следует полагаться на память, необходимо тут же записать название. Вместе с растениями в рубашку обязательно вкладывают черновую этикетку, которую заполняют при сборе растений и сохраняется до оформления гербария. Чтобы растение при сушке не деформировалось, оно должно быть правильно запрессованным. Сушка растений осуществляется комбинированием нескольких способов:

1. Замена влажных прокладок.

2. Проветривание.

3. Нагревание.

 Растения перекладывают, заменяя влажные прокладки сухими («рубашки» меняют лишь в некоторых случаях, когда гербаризируют очень влажные растения), использованные прокладки высушивают. В первые два дня растения нужно перекладывать два раза в сутки - через каждые 12-15 часов, потом можно ограничиться одноразовыми перекладываниями. Не рекомендуется в один пресс вкладывать очень много растений, когда их меньше они лучше и быстрее высыхают. Наиболее эффективной считается сушка, при которой в каждый пресс вкладывается не больше 15-20 (25) «рубашек» с растениями. Прессы днем нужно размещать в таких местах, где они смогут равномерно прогреваться и проветриваться.

После полного высушивания необходимо смонтировать и оформить гербарий. Гербарий должен быть пришит (нитками) к листам из плотной бумаги определенного формата (24х40) и снабжен этикетками 10x7 (реже 14x9) см. На этикетке обозначают ниже упоминаемые параметры.

Этикетка должна быть в нижнем правом углу гербарного листа.

В этикетках записывают необходимые сведения о собранном растении:

- название семейства, рода и вида на русском и латинском;

- местонахождение (пункт, где собрано);

- местообитание (лес, луг, болото, поле, сад и тд.);

- обилие (очень много, много, мало, единично);

- дату сбора (число, месяц, год);

- фамилия лица, собиравшего растение.

Растения из семейств мотыльковых, сложноцветных, крестоцветных, зонтичных, осоковых для определения, обязательно надо иметь с плодами, причем лучше собрать недозрелые плоды, так как зрелые потом в гербарии осыпаются. Нельзя вынимать образцы из пресса до полного их высыхания (особенно тонкие и нежные растения).

Определение дикорастущих растений в природных условиях облегчается морфологическими признаками, присущими представителям отдельных семейств, а затем индивидуальная диагностика дополняется частными особенностями.

Ниже приводятся характерные морфологические признаки наиболее распространенных семейств.

Астровые (Asteraceae). Растения семейства отличаются от представителей других семейств по характерному типу соцветий - корзинок. Корзинка может быть однородноцветковой, но чаще разнородноцветковой. При этом центр занимают обоеполые трубчатые цветки, а по периферии лучами расходятся женские, ярко окрашенные, язычковые цветки. Основу корзинки составляет общее цветоложе, на котором располагаются тесно примыкающие друг к другу цветки. Оно может быть плоским, выпуклым или конусовидной формы. Его поверхность нередко усажена пленками, щетинками или волосками. Снаружи общее цветоложе окружено обверткой, состоящей из более или менее сильно видоизмененных верховых листочков. Листочки обвертки располагаются в один-два или несколько рядов. Цветки небольшие, чашечка видоизменена часто в хохолок, венчик сростнолепестный, трубчатый или язычковый, тычинок 5, прикрепленных к трубке венчика, завязь нижняя, одногнездная. Листья преимущественно очередные. Величина, форма и степень расчленения листовой пластинки сильно варьирует. У большинства астровых листья характеризуются перистым типом жилкования. Растения сильно опушенные. Плоды - семянки, невскрывающиеся, с более или менее кожистым околоплодником. Многие астровые обладают высокой чувствительностью к свету и влажности воздуха, что выражается в способности раскрывать и закрывать корзинки в зависимости от интенсивности этих факторов.

Яснотковые (Lamiaceae). Представители семейства яснотковых легко узнаются по строению венчика цветков, имеющего длинную трубку и двугубый зев. Не менее своеобразен и плод яснотковых, состоящий из 4 односемянных орешковидных или, редко, костянковидных долей.

К числу важных отличительных особенностей яснотковых принадлежат также супротивные, обычно цельные листья без прилистников и обычно четырехгранные стебли. Хорошо развитая розетка прикорневых листьев, сохраняющихся во время цветения, имеется у многих травянистых яснотковых. Пятичленные обоеполые цветки располагаются в пазухах листьев и лишь в немногих случаях (шлемники) они одиночные, обычно они образуют ложные мутовки, составленные двумя супротивными соцветиями, несущими прицветники. Иногда ось общего соцветия сильно укорочена и все соцветие становится головкообразным (зизифора). У некоторых представителей при основании ложных мутовок прицветнички видоизменены в мощные колючки (лагохилус), у некоторых в колючки видоизменяются прицветники или верхние листья, а иногда зубцы листьев. И чашечка, и венчик яснотковых обычно образованы 5 сросшимися своей основной частью в трубочку листочками. Венчик разделен на 2 губы, из которых верхняя образована 2, а нижняя 3 лепестками, последняя почти всегда более крупная (посадочная площадка для опылителей), тычинок 4, прикрепленных к трубке венчика. Хотя цветки обычно обоеполые, у представителей многих родов (мята, тимьян) наряду с ними встречаются и женские цветки с рудиментарными тычинками.

Бобовые (Fabaceae). Представители этого семейства узнаются в природе по сложным листьям с прилистниками и характерному плоду - бобу.

Листья бобовых сложные, с прилистниками, нередко рано опадающими. Соцветия у бобовых могут быть как верхушечными, так и пазушными - кистью или метелкой. Цветки бобовых чаще обоеполые. Чаще отмечается 10 тычинок, которые расположены в 2 круга.

Гречишные (Polygonaceae). Растения семейства гречишных характеризуются следующими признаками: листья простые, очередные, цельные или лопастные. Имеются парные прилистники, срастающиеся и образующие перепончатую трубку - раструб. Цветки мелкие, чаще обоеполые, собранные в сложные метелки или колосовидные соцветия. Околоцветник простой, состоящий из 2-6 свободных или более менее сросшихся листочков. Тычинок 6-9. Пестик один, одногнездный, с 3-мя рыльцами, образован 2-4 плодолистиками. Плод - орешек, часто окружен оставшимися дольками (внутренними) околоцветника.

Розоцветные (Rosaceae). На основании различий, главным образом в морфологии плодов и основных хромосомных числах, семейство разделяется на 4 подсемейства. Основную массу составляют кустарники, полукустарники и травы. Среди травянистых розоцветных большинство корневищные многолетники, часто формирующие розетки и побеги, служащие для захвата территории и вегетативного размножения. Листья у розоцветных очередные, простые или сложные (перистые, пальчатые, тройчатые), обычно снабжены свободными или сросшимися и приросшими к черешку прилистниками. Черешки листьев и стебли кустарников часто усажены шипами, возникающими как выросты эпидермы и подстилающих ее тканей. Цветки в открытых мало- или многоцветковых дихазиях, образующих часто щитковидные, мельчатые, кистевидные, колосовидные или головчатые соцветия. Цветки обычно обоеполые с 5-членным (реже 3-4) венчиком. Чашелистиков 5 (4), лепестков тоже 5 (4-2), иногда наружная чашечка с долями меньшего размера, чем у основной чашечки (перистые края чашелистиков снаружи). Число тычинок, расположенных кругами, неопределенное, или в 2-4 раза превышает число лепестков. Чашелистики, лепестки и тычинки расположены по внутреннему краю гипантия. Плоды односемянные, невскрывающиеся - орешки или костянки, а плод в целом многоорешек или многокостянка. Орешки обычно заключены в разросшийся сухой (манжетки, кровохлебки, репейнички) или мясистый (у розы) гипантий или сидят на выпуклом мясистом (земляники) или губчатом (лапчатки) цветоложе. При сухих плодах часто сохраняются и увеличиваются в размерах столбики и чашелистики.

 

 Освоение приемов первичной переработки и сушки лекарственного растительного сырья

 

 

Что же касается первичной обработки, то она включает удаление попавших при сборе некондиционных частей собираемых растений и посторонних примесей непосредственно перед сушкой заготавливаемого сырья. При подготовке сырья к сушке проверяют его соответствие требованиям НД на данный вид сырья.

Сырье сортируют, просматривают на наличие пораженных, грязных объектов. Укорачивают стебли, цветоносы, обрезают черешки листьев, убирают плодоножки. У подземных органов обрезают стебли, тонкие корни, отмершие части. У корней одуванчика обрезают корневую шейку.

Подземные органы растений моют, кроме корней алтея, солодки и женьшеня. Крупные корневища и корни разрезают на куски вдоль или поперек и подвяливают. Подвяливают и сочные плоды, раскладывая на сквозняке на 2-3 дня. При этом сырье теряет до 50% воды, иначе при сушке плоды могут лопнуть. Корни женьшеня перед сушкой бланшируют, т.к. они долго сохраняют способность прорастания. Обрабатывают паром или горячей водой.

При обработке в течение 5-10 минут клейстеризации крахмала не происходит - получают "белый корень женьшеня", при обработке в течение 15-20 минут происходит клейстеризация и корни приобретают роговидную консистенцию - "красный корень женьшеня".

Большинство видов лекарственного растительного сырья используется в высушенном виде. Лишь отдельные виды применяются в свежем виде (безвременник, алоэ, каланхоэ). Сушка - сложный биохимический процесс, который должен обеспечить сохранность не только внешнего вида, но и биологически активных веществ в сырье. Цель сушки - «законсервировать» лекарственное растительное сырье, сделать его пригодным для длительного хранения, транспортировки, упаковки за счет уменьшения объема и массы. Сушка - процесс удаления или понижения содержания гигроскопической влаги в лекарственном растительном сырье до 10-14 %. Влагу, содержащуюся в растении, можно разделить на:

- гигроскопическую (свободную), которая обладает всеми свойствами обычной воды и легко удаляется из сырья;

- структурно-связанную (химически, адсорбционно, капиллярно, осмотически) - такая влага в той или иной степени утрачивает свои свойства, труднее удаляется из сырья. В свежем сырье содержится 60-90 % воды. Под влиянием кислорода активизируется аэробное дыхание, при котором углеводы, жиры, органические кислоты и другие составляющие сгорают до углекислого газа и воды. Повышается температура, сырье саморазогревается, ускоряются ферментативные процессы, усиливаются анаэробное дыхание, окислительно- восстановительные реакции. При этом происходят потери гликозидов, витаминов, фенольных соединений. Сырье темнеет, буреет, может даже заплесневеть. Товарный вид его нарушается. Поэтому необходимо быстро, через 2-3 часа после сбора, доставить сырье к месту сушки или разложить его тонким слоем на месте заготовки на ткани, брезенте, чтобы оно не саморазогревалось. Скорость сушки зависит от скорости перемещения влаги внутри растительного сырья и скорости удаления ее с поверхности сырья в атмосферу. Оптимальный режим сушки достигается за счет:

- рационального температурного режима (чем больше температура, тем быстрее высыхает сырье);

- хорошей вентиляции;

- раскладки сырья тонким слоем (кроме сырья, содержащего эфирные масла);

- периодического перемешивания.

На скорость сушки влияет и морфологическая группа сырья: листья будут сохнуть быстрее, чем подземные органы или сочные плоды; жилки у листьев будут сохнуть медленнее, чем листовая пластинка; у трав медленнее высыхают стебли. В отдельных случаях сушке предшествует подвяливание собранного сырья при обычной температуре под навесами (эфирно-масличное сырье, сочные плоды, подземные органы). При работе с ядовитыми, сильнодействующими видами сырья следует соблюдать меры предосторожности: использовать очки, респираторы, а также сушить его отдельно от другого сырья. Режим и способы сушки зависят от количества влаги в сырье, морфологической группы сырья и его химического состава и должны быть основаны на экспериментальных данных для каждого вида сырья.

Сушка может быть без искусственного нагрева - естественная и с искусственным нагревом - тепловая.

Сушка без искусственного нагрева. Воздушно-теневая сушка (без доступа прямых солнечных лучей) используется для всех видов сырья, кроме сырья, содержащего сердечные гликозиды, аскорбиновую кислоту, витамины, а также некоторых растений (например, сырье элеутерококка). Солнечная сушка используется в том случае, если ультрафиолетовые лучи не разрушают биологически активные вещества. Она особенно показана для сырья, содержащего дубильные вещества. Но содержание некоторых алкалоидов при сушке на солнце снижается. Солнечную сушку можно использовать для подземных органов, плодов, семян, коры, но нельзя - для травы, цветков, листьев вследствие повреждающего действия солнечных лучей на пигменты. К преимуществам солнечного метода сушки относится более быстрое обезвоживание, чем при воздушно-теневой сушке. Сырье раскладывают на солнце или в тени на бетонированных площадках, брезенте тонким слоем и периодически переворачивают (цветки переворачивать не рекомендуется). На ночь сырье убирают или укрывают. Для теневой сушки можно использовать также чердаки, сараи, навесы (вентиляция). Предпочтительнее осуществлять сушку в специально оборудованных воздушных сушилках или на чердаках. Воздушные сушилки оснащают стеллажами с рамами, на которые натянуто редкое полотно или металлическая сетка. Сушка в воздушных сушилках, сушильных сараях и чердачных помещениях протекает медленнее, чем на открытом воздухе под навесами, но сырье получается лучшего качества.

Сушка с искусственным нагревом. В конвективной сушке теплоносителем служит нагретый воздух. Удаление влаги происходит за счет разности парциальных давлений над сырьем и окружающей средой. Такая сушка осуществляется в сушилках, которые могут быть периодического и непрерывного действия. В сушилках периодического действия сырье остается до полного высыхания. Многочисленные конструкции таких сушилок можно разделить на два типа - стационарные и переносные. Стационарные камерные сушилки обычно устанавливаются в хозяйствах, где возделываются лекарственные растения, или на крупных заготовительных пунктах. Они состоят из сушильной камеры, оснащенной стеллажами с рамами, на которых натянута ткань или металлическая сетка, и изолированной от сушильной камеры котельной установки.

Сушилки обогреваются водой, паром или топочными газами. Имеется приточная вентиляция. Примитивные сушилки подобного типа - любые отапливаемые помещения, русские печи. В стационарных напольных сушилках, которые используются на сельскохозяйственных предприятиях, сырье загружается на пол, через который подается нагретый воздух. Переносные сушилки предназначены для сушки главным образом дикорастущего лекарственного сырья. Разборные переносные сушилки удобны для транспортировки и позволяют организовать сушку сырья непосредственно в районе заготовки. Сушилки непрерывного действия - ленточные - действуют по принципу конвейера: на движущуюся ленту в верхней ее части через люк загружают сырье. Скорость движения такова, что сырье при движении вниз по ленте полностью высыхает, высушенное сырье выгружают в нижней части сушилки также через люк. Радиационная (терморадиационная) сушка осуществляется с помощью инфракрасных лучей, обладающих большой проникающей способностью и позволяющих значительно сократить процесс обезвоживания.

Режимы сушки.

Для разных морфологических групп сырья используют различные режимы сушки. Почки сушат медленно на холоде (на воздухе или в не отапливаемых помещениях), нельзя сушить сырье на чердаках под железной крышей или в тепловых сушилках, так как при этом расходятся кроющие чешуи, плавится смола и испаряется эфирное масло. Цветки сушат, разложив тонким слоем или в один слой на бумаге или ткани, на чердаках, под навесами или в помещениях с хорошей вентиляцией. Переворачивать цветки при сушке не рекомендуется, так как это способствует их дополнительному измельчению и осыпанию цветков с соцветий. Для цветков может быть использована и тепловая сушка, сушка на солнце недопустима. Плоды зонтичных для дозревания и просушки оставляют в снопиках в поле, можно сушить плоды зонтичных в помещениях с деревянным полом или же на брезенте или полотнищах. Сочные плоды сушат в сушилках, некоторые плоды рекомендуется сначала подвялить при более низкой температуре (например, плоды малины, черной смородины, черники). Плоды черемухи в хорошую погоду можно сушить на солнце. Листья сушат, разложив тонким слоем на бумаге или ткани, на открытом воздухе в тени или в сушилках, периодически перемешивая. Траву для сушки раскладывают тонким или рыхлым слоем на брезенте, бумаге или ткани, помещают на чердак, под навес или в тень и ежедневно переворачивают. Для трав можно проводить сушку с искусственным нагревом, сушка на солнце недопустима. Подземные органы сушат после подвяливания на чердаках с хорошей вентиляцией или под навесами, разложив слоем определенной толщины; возможна сушка в сушилках, а в сухую погоду - на открытом воздухе. Кору сушат, разложив тонким слоем на ткани, под навесами или на проветриваемых чердаках, ежедневно перемешивая. Кору можно сушить на солнце.

Общие правила сушки сводятся к следующему.

1) Сырье, содержащее эфирные масла, сушат при температуре 30-35 (40) °С, разложив довольно толстым слоем (10-15 см), чтобы предотвратить испарение эфирного масла. Предварительно сырье рекомендуется завялить, а затем досушивать в сушилке. Плоды можжевельника сушат при температуре не более 30 °С.

2) Сырье, содержащее гликозиды, сушат быстро, при температуре 50-60 °С. Такой режим позволяет быстро инактивировать ферменты, разрушающие гликозиды.

3) Сырье, содержащее алкалоиды, сушат при температуре 50-60 °С (сырье, содержащее тропановые алкалоиды, - не более 50 °С, траву мачка желтого - при 75 -80 °С).

4) Сырье, содержащее аскорбиновую кислоту, сушат при температуре 80-90 °С. При таком режиме сохраняется 80-90 % исходного количества витамина С. Каротиноиды сушат при температуре 50-60 °С.

5) Сырье, содержащее фенольные соединения, сушат при температуре 50-60 °С или используют воздушную сушку. Режим сушки для каждого вида устанавливается экспериментально. При сушке потеря в массе сырья может достигать в зависимости от вида сырья от 20 до 90 %: почки - 65-70 %; цветки, бутоны - 70-80 %; листья - 55-90 %; травы - 65-90 %; корневища и корни - 60-80 %; кора - 50-70 %; клубни - 50-70 %; плоды - 30-60 %; семена - 20- 40 %.

Окончание сушки определяют следующим образом:

- травы - по стеблям: они легко ломаются;

- листья - должны легко ломаться жилки;

- кора, подземные органы - должны ломаться с треском;

- сочные плоды - при сжатии в руке не должны образовывать комки и окрашивать кожу ладоней.

Определение влажности сырья.

Воздушно-сухое сырье обычно содержит 10-14 % гигроскопической воды. Повышенное содержание влаги в сырье приводит к его порче: изменяется окраска сырья, появляются затхлый запах, плесень, разрушаются действующие вещества. Такое сырье использовать нельзя. Поэтому нормативный документ для каждого вида сырья устанавливает норму содержания влаги (влажность) не выше определенного значения. Под влажностью сырья в товароведческом анализе понимают не только потерю в массе при высушивании за счет гигроскопической воды, но фактически и различных летучих веществ. Известны различные способы определения влажности. В ГФ XI (вып. 1, с. 285) для определения влажности в лекарственном растительном сырье принят метод высушивания до постоянной массы при температуре 100-105 °С. Аналитическую пробу сырья измельчают до размера частиц около 10 мм, перемешивают и берут две навески массой 3-5 г, взвешенные с погрешностью ± 0,01 г. Каждую навеску помещают в предварительно высушенную и взвешенную вместе с крышкой бюксу и ставят в нагретый до температуры 100-105 °С сушильный шкаф (крышка бюксы должна быть открыта). Первое взвешивание листьев, трав и цветков проводят через 2 часа, корней, корневищ, коры, плодов, семян и других видов сырья - через 3 часа. Высушивание проводят до постоянной массы. Постоянная масса считается достигнутой, если разница между двумя последующими взвешиваниями после 30 минут высушивания и 30 минут охлаждения в эксикаторе не превышает 0,01 г. Определение потери в массе при высушивании для пересчета количества действующих веществ и золы на абсолютно сухое сырье («абсолютная влажность») проводят в навесках 1-2 г (точная навеска), взятых из аналитической пробы, предназначенной для определения золы и действующих веществ, вышеописанным методом, но при разнице между взвешиваниями, не превышающей 0,0005 г.