Papaver somniferum , широко известный как опийный мак [2] или хлебный мак , [3] — вид цветкового растения семейства Papaveraceae . Это вид растения, из которогополучают семена опия и мака, а также ценное декоративное растение, выращиваемое в садах. Его родной ареал находился к востоку от Средиземного моря , но в настоящее время скрыт древними интродукциями и выращиванием, натурализовавшись на большей части Европы и Азии .
Этот мак выращивается в больших масштабах как сельскохозяйственная культура для одной из трех основных целей. Первый заключается в производстве семян, которые едят люди, широко известных как семена мака . Во-вторых, производство опиума для использования главным образом в фармацевтической промышленности. [4] Третий — производство других алкалоидов , в основном тебаина и орипавина , которые фармацевтические компании перерабатывают в такие лекарства, как гидрокодон и оксикодон . [4] Для каждой из этих целей предусмотрены специальные породы, ориентированные на один из этих видов бизнеса, и усилия по их разведению (в том числе биотехнологические ) продолжаются постоянно. [4] [5] [6] Сравнительно небольшое количество P. somniferum также производится в коммерческих целях для декоративных целей.
Сегодня выведено множество сортов , которые не дают значительного количества опиума. [3] [5] Сорт Суджата вообще не производит латекс . [6] Сегодня мак хлебный является более точным, поскольку все разновидности P. somniferum дают съедобные семена. Эта дифференциация имеет серьезные последствия для правовой политики в отношении выращивания этого растения. [5]
Papaver somniferum — однолетнее травянистое растение, вырастающее примерно до 100 сантиметров (40 дюймов) в высоту. Растение имеет ярко- серый цвет , придающий серовато-зеленый вид, а стебель и листья покрыты редкими грубыми волосками. Большие листья лопастные, верхние стеблевые листья обхватывают стебель, [7] самые нижние листья с коротким черешком. [8] : 40 Цветки диаметром до 3–10 см (1–4 дюйма), обычно с четырьмя белыми, лиловыми или красными лепестками, иногда с темными отметинами у основания. Плод представляет собой безволосую округлую коробочку, увенчанную 12–18 расходящимися стигматическими лучами или рифленой шляпкой. [9] При ранении все части растения выделяют белый латекс. [7] : 93 [10] : 32
К похожему виду относится сорный мак Papaver rhoeas .
Алкалоиды — азотистые органические соединения, производные вторичного метаболизма , синтезируемые по метаболическому пути бензилизохинолина. [11] Сначала аминокислота фенилаланин с помощью фермента фенилаланингидроксилазы трансформируется в тирозин . Тирозин может действовать двумя разными путями: с помощью тирозингидроксилазы он может образовывать L-дофамин ( L-ДОФА ) или восстанавливаться с образованием 4-фенилгидроксиацетальдегида (4-ГПАА). Впоследствии L-ДОФА реагирует с 4-ГФАА и в результате ряда реакций образует (S)-норкоклаурин, который несет бензилизохинолиновый скелет, давший название этому пути. Превращение (S)-норкоклаурина в (S)-ретикулин является одним из ключевых моментов, поскольку из (S)-ретикулина морфин может образовываться по морфинановому пути, носкапин - по пути носкапина или берберина. [11]
Геном мака содержит 51 213 генов, кодирующих белки, 81,6% которых распределены в 11 отдельных хромосомах, а 18,4% остаются в неразмещенных каркасах. [11] Кроме того, 70,9% генома состоит из повторяющихся элементов, из которых наиболее представлены ретротранспозоны с длинными концевыми повторами . Такое обогащение генов связано с поддержанием гомеостаза и позитивной регуляцией транскрипции . [11]
Анализ синергии опийного мака выявляет следы сегментных дупликаций 110 миллионов лет назад (млн лет назад), до расхождения между Papaveraceae и Ranunculaceae, а событие дупликации полного генома составляет 7,8 млн лет назад.
Гены возможно сгруппированы следующим образом: [11]
Papaver somniferum был официально описан шведским ботаником Карлом Линнеем в его плодотворной публикации Species Plantarum в 1753 году на странице 508. [12] [13]
P. somniferum имеет очень давнюю традицию использования, начиная с эпохи неолита. Этот длительный период времени позволил разработать широкий спектр различных форм. Всего существует 52 ботанических сорта. [14] Разведение P. somniferum сталкивается с проблемой, вызванной противоречивыми целями разведения этого вида. [14] С одной стороны, для медицинских целей требуется очень высокое содержание алкалоидов. Мировой спрос на алкалоиды и фармацевтические производные за последние годы увеличился. Поэтому существует необходимость создания сортов с высокой урожайностью опия. [15] С другой стороны, пищевая промышленность требует как можно более низкого содержания алкалоидов. [14]
Существует один признанный подвид — P. somniferum subsp. setigerum (DC.) Arcang. [12] Существует также множество разновидностей и сортов . Цвета цветов широко варьируются, как и другие физические характеристики, такие как количество и форма лепестков , количество цветов и плодов , количество семян, цвет семян и производство опиума. Papaver somniferum var. paeoniflorum — сорт с очень махровыми цветками , окрашенными в разные цвета. P. somniferum вар. laciniatum — сорт с очень махровыми и глубоко лопастными цветками. Сорт Суджата не производит латекс и не имеет коммерческого применения для производства опиоидов.
Родной ареал опийного мака, вероятно, находится в Восточном Средиземноморье, но широкое культивирование и интродукция этого вида по всей Европе с древних времен скрыли его происхождение. Он вышел из культивирования или был завезен и широко натурализован во всех регионах Британских островов, особенно на юге и востоке [16] и почти во всех других странах мира с подходящим умеренным климатом. [17]
P. somniferum восприимчив к нескольким грибковым, насекомым и вирусным инфекциям, включая болезни, передающиеся через семена, такие как ложная мучнистая роса и корневая гниль . Использование пестицидов в сочетании с методами культивирования считается основной мерой борьбы с различными болезнями мака. [18]
Грибковый патоген Peronospora arborescens , возбудитель ложной мучнистой росы, возникает преимущественно во влажных и влажных условиях. [19] Этот оомицет проникает в корни через ооспоры и заражает листья в виде конидий при вторичной инфекции. [20] Гриб вызывает гипертрофию и искривление стебля и цветоносов. [21] Симптомами являются хлороз и скручивание пораженных тканей с некротическими пятнами. [22] Нижняя поверхность листа покрыта налетом ложной мучнистой росы, содержащим конидиоспоры , которые распространяют инфекцию дальше, что приводит к повреждению и гибели растений. [23] Другой вид ложной мучнистой росы, Peronospora somniferi , вызывает системные инфекции, приводящие к задержке роста и деформации растений мака. [24] С ложной мучнистой росой можно бороться профилактически на начальной стадии развития семян с помощью нескольких обработок фунгицидами. [19]
Фитофтороз листьев, вызываемый грибом Helminthosporium papaveris , является одним из самых разрушительных заболеваний мака во всем мире. Переносящийся с семенами гриб вызывает корневую гниль у молодых растений и задержку роста стеблей у растений на более высокой стадии развития, при этом на листьях появляются пятнистости и передаются коробочкам и семенам. [23] Ранний посев семян и глубокая вспашка остатков мака могут уменьшить количество грибкового заражения во время вегетации растений в следующем году на соседних подвоях мака, соответственно. [19]
Мозаичные болезни в п. somniferum вызываются вирусом погремушки и карлавирусом . [18] В 2006 году из рода Umbravirus был выделен новый вирус, предварительно названный «вирус мозаики опийного мака» (OPMV) . somniferum , содержащий симптомы мозаики листьев и пятнистости, в Новой Зеландии. [25]
Лишь немногие вредители могут нанести вред P. somniferum. [19]
Блошки продырявливают листья молодых растений, а тля высасывает сок цветочных почек. [19] Еще одним серьезным вредителем является маковый долгоносик ( Stenocarus ruficornis ). Насекомое обитает в почве и мигрирует весной на маковые поля после всходов урожая. Взрослые особи повреждают листья мелких растений, поедая их. Самка откладывает яйца в ткани нижних листьев. Личинки насекомых вылупляются и зарываются в почву, чтобы завершить свой жизненный цикл на корнях мака, став взрослыми. [26]
В ростовом развитии P. somniferum можно выделить шесть стадий. Развитие роста начинается с роста рассады. На втором этапе формируются листья и стебли розеточного типа. После этого на третьем этапе происходит почкование (стадия крючка). За крючковидной стадией следует цветение. Впоследствии достигается техническая зрелость, а это значит, что растение готово к срезке. Последний шаг — биологическая зрелость; созревают сухие семена. Фотопериод, по-видимому, является основным фактором, определяющим развитие цветков P. somniferum . [27]
P. somniferum в начале вегетационного периода развивается очень медленно. В связи с этим конкуренция сорняков на ранних стадиях очень высока. Очень важно эффективно бороться с сорняками в первые 50 дней после посева. [28] Кроме того, Papaver somniferum довольно восприимчив к гербицидам. Было доказано, что довсходовое применение гербицида хлортолурона эффективно снижает уровень сорняков. [28] Однако за последнее десятилетие борьба с сорняками Papaver somniferum перешла от довсходовых обработок к послевсходовым обработкам. [29] В частности, очень популярным стало применение двух гербицидов мезотриона и темботриона. Было показано, что совместное применение этих двух гербицидов рекомендуется для эффективной борьбы с сорняками Papaver somniferum . [29] Время посева (осень или весна), предшествующая культура и текстура почвы являются важными переменными, влияющими на видовой состав сорняков . Было показано, что очень многочисленным видом сорняков на полях Papaver somniferum является Papaver rhoeas . [29] [30] Papaver somniferum и Papaver rhoeas принадлежат к одному и тому же семейству растений, что затрудняет химический контроль над этим видом сорняков. [30] Таким образом, борьба с сорняками представляет собой большую проблему и требует от фермера технологических знаний. [30] Для повышения эффективности борьбы с сорняками следует применять не только химическую борьбу с сорняками, но и механическую борьбу с сорняками. [30]
Для P. somniferum рекомендуется плотность роста от 70 до 80 растений на квадратный метр. [31] Выход латекса в биомассу наибольший в условиях небольшого дефицита воды. [32]
Живые растения и семена опийного мака широко продаются семеноводческими компаниями и питомниками в большинстве стран западного мира, включая Соединенные Штаты. Садоводы ищут маки из-за их яркой окраски цветов, выносливости и надежности растений мака, экзотических шоколадно-растительных нот аромата некоторых сортов [ каких? ] и простота выращивания растений из покупных саженцев или прямым посевом семян. Стручки мака также продаются для создания композиций из сухоцветов.
Хотя «опиумный мак и маковая соломка» перечислены в Приложении II Закона США о контролируемых веществах , P. somniferum можно легально выращивать в Соединенных Штатах в качестве семенной культуры или декоративных цветов. [33] Летом опийный мак можно увидеть цветущим в садах по всей Северной Америке и Европе, а экспонаты можно увидеть во многих частных насаждениях, а также в общественных ботанических и музейных садах, таких как Ботанический сад США , Ботанический сад Миссури , и Ботанический сад Северной Каролины .
Многие страны выращивают эти растения, а некоторые в значительной степени полагаются на коммерческое производство препарата как на основной источник дохода. В качестве дополнительного источника прибыли семена тех же растений продаются для использования в пищевых продуктах, поэтому выращивание растения является значительным источником дохода. Международная торговля семенами P. somniferum была рассмотрена в резолюции ООН «о борьбе с международной торговлей незаконными семенами опийного мака» от 28 июля 1998 года.
В 2018 году мировое производство семян мака для потребления составило 76 240 тонн , при этом лидирует Турция с 35% мирового производства (таблица). Производство и торговля семенами мака подвержены колебаниям, главным образом из-за нестабильных урожаев. Производительность большинства генотипов Papaver somniferum очень чувствительна к изменениям окружающей среды. [35] Такое поведение привело к стагнации рыночной стоимости семян мака в период 2008–2009 годов из-за высоких уровней запасов , плохой погоды и низкого качества. [36] Ведущим импортером мака в мире является Индия (16 000 тонн), за ней следуют Россия , Польша и Германия . [37]
Маковое масло остается нишевым продуктом из-за более низкой урожайности по сравнению с традиционными масличными культурами. [38]
Австралия (Тасмания), Турция и Индия являются основными производителями мака в медицинских целях и лекарств на основе мака, таких как морфин или кодеин . [39] [15] В 2014 году газета New York Times сообщила, что Тасмания была крупнейшим производителем сортов мака, используемых для производства тебаина (85% мировых поставок) и орипавина (100% мировых поставок). На Тасманию также приходится 25% мирового производства опиума и кодеина. [4]
В большинстве стран Центральной Европы мак обычно используется для приготовления традиционной выпечки и тортов, и выращивание мака во всем регионе разрешено законом, хотя в Германии требуется лицензия. [40]
С января 1999 года в Чехии согласно постановлению 167/1998 Сб. Согласно Закону о веществах, вызывающих привыкание , мак, растущий на полях площадью более 100 квадратных метров (120 квадратных ярдов), обязан сообщать в местную таможню. [41] [42] Извлечение опия из растений запрещено законом (пункт 15 закона d/). Запрещено также выращивать сорта с содержанием морфина в сухом веществе капсул более 0,8% , за исключением исследовательских и экспериментальных целей (§24/1b/ закона). Название «Чешский голубой мак» относится к семенам синего мака, используемым в пищу. [ нужна цитата ]
В Соединенном Королевстве не требуется лицензия на выращивание опийного мака, но она требуется для добычи опия для производства медицинских препаратов. [43]
В США запрещены опийный мак и маковая соломка. [44] Поскольку опийный мак является законным по кулинарным или эстетическим причинам, когда-то мак выращивался в качестве товарной культуры фермерами в Калифорнии. Закон о выращивании мака в США несколько неоднозначен. [45] Причина двусмысленности заключается в том, что в Законе о контроле над опийным маком 1942 года (ныне отмененном ) [46] [47] говорилось, что любые выращивания опийного мака должны быть объявлены незаконными, даже если фермерам было выдано государственное разрешение . В § 3 Закона о контроле над опийным маком говорилось:
Производство опийного мака или разрешить производство опийного мака в любом месте, принадлежащем ему, занимаемом, используемом или контролируемом им.
Это привело к Маковому восстанию и к тому, что Бюро по борьбе с наркотиками арестовало всех, кто сажает опиумный мак, и заставило уничтожить маковые поля любого, кто нарушил запрет на выращивание мака. [48] [49] Хотя пресса тех дней отдавала предпочтение Федеральному бюро по борьбе с наркотиками , штат Калифорния поддерживал фермеров, которые выращивали опиумный мак для получения семян для использования в таких продуктах, как кексы с маком . Сегодня эта область права остается неясной и вызывает определенные споры в Соединенных Штатах. [50] Закон о контроле над опийным маком 1942 года был отменен 27 октября 1970 года. [51] [52]
В соответствии с Федеральным законом о контролируемых веществах опийный мак и маковая соломка внесены в список наркотиков Списка II согласно ACSN 9630. Большинство (все?) штатов также используют эту классификацию в рамках единого уголовного кодекса. Владение наркотиками из Списка II является уголовным преступлением на федеральном уровне и уровне штата.
Канада запрещает хранение, поиск или получение опийного мака (Papaver somniferum) , его препаратов, производных, алкалоидов и солей, хотя для семян мака сделано исключение. [53]
В некоторых частях Австралии выращивание P. somniferum запрещено, но на Тасмании выращивается около 50% мировых запасов. [54]
В Новой Зеландии разрешено выращивать опийный мак при условии, что он не используется для производства контролируемых наркотиков. [55]
В Объединенных Арабских Эмиратах выращивание опийного мака является незаконным, как и хранение семян мака. По крайней мере один мужчина был заключен в тюрьму за хранение мака, полученного из булочки. [56]
Бирма запрещает выращивание в некоторых провинциях. На севере Бирмы запреты положили конец вековой традиции выращивания опийного мака. От 20 000 до 30 000 бывших фермеров, выращивающих мак, покинули регион Коканг в результате запрета в 2002 году. [57] Люди из региона Ва , где запрет был введен в 2005 году, бежали в районы, где выращивание опиума все еще возможно.
В Южной Корее строго запрещено выращивание опийного мака. [58]
Использование опийного мака появилось еще до письменной истории. Изготовление и употребление опиума было известно еще древним минойцам . [59] Его сок позже был назван древними греками опионом . Английское название основано на латинской адаптации греческой формы. Доказательства раннего одомашнивания опийного мака были обнаружены в небольших ботанических останках, найденных в регионах Средиземноморья и к западу от реки Рейн , датируемых примерно 5000 годом до нашей эры. [60] Эти образцы, найденные в различных памятниках эпохи неолита , показывают невероятно раннее культивирование и естественное распространение растения по всей Западной Европе.
Опий использовался для лечения астмы , болезней желудка и плохого зрения.
Опиум стал основным колониальным товаром, перемещающимся легально и нелегально через торговые сети Индийского субконтинента , колониальной Америки , Цинского Китая и других стран. [61] Члены Ост-Индской компании рассматривали торговлю опиумом как инвестиционную возможность, начиная с 1683 года. [62] В 1773 году губернатор Бенгалии установил монополию на производство бенгальского опиума от имени администрации Ост-Индской компании . Выращивание и производство индийского опиума в дальнейшем было централизовано и контролировалось посредством ряда законов, изданных между 1797 и 1949 годами . в Китай вопреки запретам правительства Цин . Эта торговля привела к Первой и Второй Опиумным войнам . [64] [63] [61] [65]
Многие современные писатели, особенно XIX века, писали об опиумном маке и его воздействии, в частности Томас де Куинси в «Исповеди английского любителя опиума ».
Французский композитор-романтик Гектор Берлиоз использовал опиум для вдохновения, впоследствии создав свою «Фантастическую симфонию» . В этой работе молодой художник принимает передозировку опиума и переживает серию видений своей безответной любви.
В США Управление по борьбе с наркотиками в 1987 году совершило обыск в поместье Томаса Джефферсона в Монтичелло . Оно удалило растения мака, которые постоянно сажались там с тех пор, как Джефферсон был жив, и использовало из них опиум. Сотрудники фонда также уничтожили предметы сувенирного магазина, такие как рубашки с изображением мака и пакеты с семенами семейной реликвии. [66]
Семена мака Papaver somniferum являются важным продуктом питания и источником макового масла , пищевого масла, которое имеет множество применений. Семена содержат очень низкий уровень опиатов, а масло, полученное из них, содержит еще меньше. [67] И масло, и остатки семян также находят коммерческое применение.
Маковый жмых как остаток отжима масла может использоваться в качестве корма для различных животных, например, домашней и рыбной птицы. Особенно во время линьки птиц пирог питательен и соответствует их особым потребностям. Помимо корма для животных, мак дает и другие побочные продукты. Например, стебель растения можно использовать для производства энергетических брикетов и пеллет для отопления. [19]
Семена мака используются в пищу во многих культурах. Пекари могут использовать их целиком для украшения своих изделий или измельчить и смешать с сахаром в качестве сладкой начинки. Они имеют сливочный и ореховый вкус, а при использовании с молотым кокосом семена образуют уникальную и богатую вкусом основу карри. Их можно обжарить в сухом виде и измельчить для использования во влажном карри (паста карри) или в сухом карри. [68]
Когда Европейский Союз попытался запретить выращивание Papaver somniferum частными лицами в небольших масштабах (например, в личных садах), граждане стран ЕС, где мак потребляется в пищу в больших количествах, например, стран Центрально-Восточного региона, решительно воспротивились этому. план, заставив ЕС изменить курс. Сингапур , ОАЭ и Саудовская Аравия входят в число стран, которые запрещают даже иметь семена мака, а не только выращивать для них растения. [69] В ОАЭ предусмотрен длительный тюремный срок для любого, кто владеет семенами мака. [70]
Опийный мак, как следует из его названия, является основным источником опиума, высушенного латекса, вырабатываемого семенными коробочками . Опий содержит класс встречающихся в природе алкалоидов , известных как опиаты , которые включают морфин , кодеин , тебаин , орипавин , папаверин и носкапин . [71] [72] Видовой эпитет somniferum означает «снотворный», имея в виду седативные свойства некоторых из этих опиатов. [73]
Опиатные наркотики получают из опия. Латекс сочится из надрезов, сделанных на зеленых семенных коробочках, и после высыхания его собирают. Настойка опия или лауданума , состоящая из опия, растворенного в спирте или смеси спирта и воды, является одним из многих неутвержденных лекарств, регулируемых Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA). Его маркетинг и распространение сохраняются , поскольку его историческое использование предшествовало Федеральному закону о пищевых продуктах, лекарствах и косметике 1938 года . как вещество класса А согласно Закону о злоупотреблении наркотиками 1971 года .
Морфин является преобладающим алкалоидом, содержащимся в культивируемых сортах опийного мака, которые используются для производства опия. [76] Другие сорта производят минимальное количество опия или вообще не производят его, например, сорт Суджата, не содержащий латекса. Неопиумные сорта, которые выращивают для производства наркотиков, имеют высокий уровень тебаина или орипавина. Их перерабатывают в такие лекарства, как оксикодон. Опий-сырец содержит около 8–14% морфина по сухому весу или более для высокоурожайных сортов . [77] Его можно использовать напрямую или химически модифицировать для производства полусинтетических опиоидов, таких как героин .
Опиумные маки (цветки и плоды) изображены на гербе Королевского колледжа анестезиологов .
{{cite book}}
: CS1 maint: multiple names: authors list (link){{cite web}}
: CS1 maint: multiple names: authors list (link)