УДК 543.1
ИЗМЕНЕНИЕ ЦВЕТА ФЛАВОНОИДНЫХ ПИГМЕНТОВ РАЗЛИЧНЫХ ЦВЕТКОВЫХ РАСТЕНИЙ ПОД ВЛИЯНИЕМ  НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ ФАКТОРОВ СРЕДЫ
Н. П. Очерет 
Адыгейский государственный университет 
 Майкоп

 Аннотация: В работе  представлены результаты влияния различных неблагоприятных факторов среды: активная реакция(рН), солей тяжелых металлов, понижение температуры,  кислотные осадки, недостаток элементов питания, влияющих на изменение цвета флавоноидных пигментов различных цветковых растений.
Ключевые слова: факторы среды, флавоноидные пигменты, изменение цвета, соли тяжелых металлов, комплексные соединения, цветковые растения. 

Разнообразие окрасок флавоноидных пигментов в природной обстановке, их изменчивость под влиянием неблагоприятных факторов среды, побудили ученых к выяснению причин этого явления. Было выяснено, что антоцианы и другие окрашенные и бесцветные родственные соединения (халконы, ауроны, флавоны, катехины) могут менять свою окраску в связи с изменением условий среды: холодные условия севера, высокогорий, заморозки, недостаток элементов питания, избыток одного из них, изменение рН среды и клеточного сока, стрессы (Федорова, 2003). Известно, что яркая окраска цветов, а иногда и побегов, обусловлена, в основном, пигментами флавоноидной природы, которые входят в обширную группу фенольных веществ, чрезвычайно распространенных среди растений. Флавоноиды-гетероциклические кислородосодержащие красящие вещества, обеспечивающие разнообразную гамму окрасок цветков: красную, алую, фиолетовую, синюю, желтую, оранжевую, и смешанные тона розово-лиловую, лилово-фиолетовую, голубовато-синюю, желто-кремовую, цвета слоновой кости. В эту группу красящих веществ входят родственные соединения (флавоны, флавонолы, антоцианы, ауроны, хальконы, катехины и другие). Некоторые из них широко известны, например, флавонолы чая (кверцетин и рутин), обуславливающие его цвет и физиологическую активность. Гидроксилсодержащие флавоны обладают способностью к комплексообразованию с катионами металлов (железом, кобальтом, никелем), особенно за счёт рядом расположенных ОН групп бензольного кольца, причём в кислой среде способность полигидроксифлавонов к комплексообразованию уменьшается, а в щелочной усиливается. Эти соединения  способны также поглощать жесткое ультрафиолетовое облучение и рассеивать полученную энергию в виде тепловой за счёт перестройки молекулы. Таким образом, фотостабилизирующее свойство гидроксифлавоновых соединений позволяет защитить многие природные биологически активные соединения от жесткого ультрафиолетового солнечного света, благодаря присутствию этих веществ в цветках, плодах, фруктах и других частях растений. Фотостабилизирующее свойство гидроксифлаваноидов используется и в промышленности для защиты органических соединений от действия света и тепла.  Среди пигментов наиболее распространены антоцианы, менее – некоторые флавонолы, ауроны и халконы (цвет от желтого до оттенков слоновой кости (Федорова, 2003). Наиболее изучены следующие виды антоцианов: красный пеларгонидин, который находится в виде гликозидов в цветках георгин, астр в эндосперме пшеницы, в кожуре фасоли; малиновый циаидин, в сложных формах и соединениях, содержится в цветках васильков, роз, астр, в плодах малины, вишни; розово-лиловый дельфинидин, встречается в цветках дельфиниума, в кожуре сине-фиолетового баклажана. Антоцианы содержатся почти во всех растительных тканях. Присутствие антоцианов помогает интенсивному поглощению световой энергии. Часть ее превращается в тепло, способствуя повышению температуры органа, что является приспособительным свойством растений для лучшего улавливания световой энергии солнца. При этом синие и фиолетовые пигменты поглощают энергию больше, чем красные. Вот почему растения с синими и сине-фиолетовыми цветками более распространены в экстремальных условиях Севера и высокогорий.  Яркая окраска цветков способствует их опылению, а у плодов – распространению птицами (Минаева, 2004). Появление антоцианового окрашивания при неблагоприятных условиях связано со стимулированием интенсивности окислительных процессов. Усиление окислительной активности физиологических процессов у растений с антоциановой пигментацией и обуславливает повышенную устойчивость к неблагоприятным внешним условиям.   К наиболее неблагоприятным факторам среды относятся соли тяжелых металлов и активная реакция (рН), которые влияют на изменение цвета флавоноидных пигментов цветковых растений. Давно замечено, что фенольные пигменты могут менять свою окраску в комплексе с металлами. Обычным цветом для антоцианов является пурпурно-красный, однако в соединениях с Mg, Fe, Al их цвет в лепестках венчиков цветков меняется на голубой. Одной из причин появления синего цвета является образование сложных комплексов антоцианов с определенными металлами. Причем, природа металла влияет на характер окраски: с молибденом возникает фиолетовая, с железом – синяя, с медью – белая окраска. 
В работе использовали водную или спиртовую вытяжки пигментов из различных растений. Так, спиртовая вытяжка пигментов из красных высушенных лепестков розы (Rosa Eglanteria Var.punicea) давала с разными реагентами следующие окраски: с H2SO4 – яркий кармино-малиновый цвет, с NH3 – темно-коричневый, с FeCl3 –серо-зеленый,  с Hg(NO3)2 – красно-коричневый с образованием осадка, с Pb(NO3)2 – ярко-красный, с CuSO4 – фиолетовый. А такие соли, как CoSO4, NiSO4 не вызывали изменения цвета. Водная вытяжка бетацианина красной столовой свеклы (Beta Vulgaris) давала с уксусной кислотой усиление окраски до карминовой, с аммиаком наблюдалось синее окрашивание. Спиртовая вытяжка из баклажана (Solanum melongena) приобретала с H2SO4 – белый цвет, c ZnSO4 – песочный, с FeCl3-– желтый. Лук (Allium) – фиолетовый в СuSO4, в NH4OH – зеленый цвет, в ZnSO4 – красный, а в Pb(NO3)2 – розовый. Фасоль (Phascolus Vulgaris) в  H2SO4 – красный насыщенный, СuSO4 – коричневый, FeCl3 – кофейный, ZnSO4 – ярко-красный, Pb(NO3)2 – белый. Причиной изменения окраски спиртовой вытяжки исследуемых растений является образование сложных комплексных антоцианов с ионами тяжелых металлов. На изменение окраски антоцианов в исследуемых растениях оказывает влияние активная реакция среды, при рН меньше 6 окраска карминово-красная, при 8 – синяя, при 10 – зеленая. Кислая почвенная среда вызывает изменение окраски в природных условиях. Окраски цветков у антоциансодержащих растений изменяются также при воздействии на них загрязнений окружающей среды. Так, в результате выделения кислых осадков появляются красные или зеленовато-синие пятна. Особенно сильно такие пятна или красноватая окантовка наблюдается у белых цветков (белые гладиолусы). Это дает нам дополнительную информацию относительно индикационного использования этого показателя. Некоторые флавоноиды (катехины) широко распространены в природе и имеют важное практическое значение.  Они обнаружены во многих съедобных плодах (яблоки, персики, абрикосы, айва, сливы, груши) и ягодах (земляника, смородина). Большое количество катехинов содержится в молодых побегах чайного растения и акации катеху, в винограде. Катехины обладают высокой биологической активностью; они регулируют проницаемость капилляров и увеличивают упругость их стенок, а также способствуют более эффективному использованию организмом аскорбиновой кислоты. Поэтому катехины относят к веществам, обладающим Р-витаминой активностью, и используются при лечении заболеваний, связанных с нарушениями функций капилляров, отеках сосудистого происхождения. Окислительные превращения катехинов играют важную роль в технологии пищевых производств, таких как ферментация чая, виноделие, изготовление какао.
  Изменение цвета флавоноидных пигментов под влиянием солей тяжелых металлов, активной реакции (рН) и других неблагоприятных факторов условий среды, можно использовать как информативный признак, однако образование комплексов актоцианов с металлами в зависимости от физиологических свойств растений недостаточно изучено. Флавоноидные пигменты выполняют защитную функцию, повышая сопротивляемость растений болезням, устойчивость к неблагоприятным факторам среды.
Библиографический список
Федорова А.И., Никольская А.И. Практикум по экологии и охране окружающей среды. Учебное пособие для студентов высших учебных заведений -М.: ВЛАДОС, 2003. 288 с.
Минаева В.Г. Флавоноиды в онтогенезе растений и их практическое использование.  Новосибирск, 2004. 149с.