نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشگاه بوعلی سینا
2 دانشگاه شاهد
چکیده
جنس Centaurea L. با حدود 700 گونه در دنیا و 70 گونه در ایران، بزرگترین جنس از تیره کاسنی (Asteraceae) است. گیاهان این جنس بدلیل خواص دارویی خود، در طب سنتی برخی کشورها کاربرد دارند. در این مطالعه سنجش محتوای فنلی، فلاوونوئیدی، پتانسیل آنتیاکسیدانی و خواص ضدباکتریایی عصاره متانولی سه گونه از جنس Centaurea شامل C. imperialis، C. iransharii و C. glastifoliaبه تفکیک در دو بخش کاپیتول و اندام هوایی (برگ و ساقه) انجام شد. سنجش محتوای فنل کل به روش فولین- سیوکالتئو و سنجش محتوای فلاوونوئید کل به روش کلریدآلومینیوم و ارزیابی خاصیت آنتیاکسیدانی عصارهها به روش مهارکنندگی رادیکال آزاد DPPH انجام شد. همچنین خاصیت ضدباکتریایی عصارهها به روش انتشار دیسک ارزیابی شد. محتوای فنلی عصارهها قابل توجه و بین 92/35 تا 73 میلیگرم گالیک اسید بر گرم عصاره و محتوای فلاوونوئیدی عصارهها بین 45/4 تا 31/5 میلیگرم کوئرستین بر گرم عصاره بود. تمام عصارهها خاصیت مهارکنندگی بالای رادیکال آزاد نشان دادند و در بین آنها، اندامهای هوایی C. iransharii کمترین IC50 را به خود اختصاص داد (11/0 IC50= میلیگرم بر لیتر). همچنین عصارهها خاصیت ضدمیکروبی قوی در برابر باکتریهای گرم مثبت Bacillus cereus ، Staphylococcus aureus ، Bacillus megaterium و Bacillus thuringiensis نشان دادند.
کلیدواژهها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
Antioxidant and antibacterial activities of the methanolic extracts of three Centaurea L. species (Astraceae) from Iran
نویسندگان [English]
چکیده [English]
Centaurea L. with about 700 species in the world and 70 species in Iran is the largest genus in the family Asteraceae. Centaurea species are used for the treatment of various ailments in the popular medicine in some countries. The aim of the present study was to investigate total phenol and flavonoid contents, antioxidant potency and antibacterial activities of the methanolic extracts from capitulum and aerial parts of three Centaurea species, namely C. imperialis, C. iransharii and C. glastifolia. Total phenolic and flavonoid contents were evaluated by Folin-Ciocalteu and aluminum chloride methods, respectively. Antioxidant activity was evaluated by DPPH radical scavenging assay. In addition, antibacterial activities of the extracts were studied by disc diffusion method. Results from the study showed that total phenol content in the extracts were found to a range between 35/92 and 73 mg GAE/g extract and total flavonoid content varied from 4.45 to 5.30 mg QE/g extract. A significant antioxidant capacity was found in all studied extracts and aerial part extract of C. iransharii showed the highest antioxidant activity (IC50 = 0.11 mg/ml). In addition, the studied species represented strong antimicrobial activity against Gram positive bacteria.
کلیدواژهها [English]
ارزیابی فعالیت آنتیاکسیدانی و ضدباکتریایی عصاره متانولی سه گونه از جنس Centaurea L. (مرکبان) از ایران
نفیسه الماسی1، رویا کرمیان1* و فرح کریمی2
1 همدان، دانشگاه بوعلی سینا، دانشکده علوم، گروه زیست شناسی
2 تهران، دانشگاه شاهد، دانشکده علوم، گروه زیست شناسی
تاریخ دریافت: 16/9/93 تاریخ پذیرش: 24/12/93
چکیده
جنس Centaurea L. با حدود 700 گونه در دنیا و 70 گونه در ایران، بزرگترین جنس از تیره کاسنی (Asteraceae) است. گیاهان این جنس بدلیل خواص دارویی خود، در طب سنتی برخی کشورها کاربرد دارند. در این مطالعه سنجش محتوای فنلی، فلاونوئیدی، پتانسیل آنتیاکسیدانی و خواص ضدباکتریایی عصاره متانولی سه گونه از جنس Centaurea شامل
C. imperialis، C. iransharii و C. glastifoliaبه تفکیک در دو بخش کاپیتول و اندام هوایی (برگ و ساقه) انجام شد. سنجش محتوای فنل کل به روش فولین- سیوکالتیو و سنجش محتوای فلاونوئید کل به روش کلریدآلومینیوم و ارزیابی خاصیت آنتیاکسیدانی عصارهها به روش مهارکنندگی رادیکال آزاد DPPH انجام شد. همچنین خاصیت ضدباکتریایی عصارهها به روش انتشار دیسک ارزیابی شد. محتوای فنلی عصارهها قابل توجه و بین 92/35 تا 73 میلیگرم گالیک اسید بر گرم عصاره و محتوای فلاونوئیدی عصارهها بین 45/4 تا 31/5 میلیگرم کوئرستین بر گرم عصاره بود. تمام عصارهها خاصیت مهارکنندگی بالای رادیکال آزاد نشان دادند و در بین آنها، اندامهای هوایی C. iransharii بیشترین پتانسیل آنتیاکسیدانی را داشت (11/0 IC50= میلیگرم بر لیتر). همچنین عصارهها خاصیت ضدمیکروبی قوی در برابر باکتریهای گرم مثبت Bacillus cereus ، Staphylococcus aureus ، Bacillus megaterium و Bacillus thuringiensis نشان دادند.
واژههای کلیدی: پتانسیل آنتیاکسیدانی، فنل ، فلاونوئید، خاصیت ضد میکروبی، Centaurea.
* نویسنده مسئول، تلفن: 09183134161، پست الکترونیکی:R_karamian@basu.ac.ir
مقدمه
Centaurea L. یکی از جنسهای مهم تیرهAsteraceae است. گیاهان این جنس علفی یکساله، دوساله یا چندساله، دارای ساقه منشعب یا ساده به ارتفاع 25 تا 80 سانتیمتر هستند. آنها برگهایی سبز مایل به سفید و پوشیده از تارهای نسبتاً پنبهای یا به ندرت بیکرک دارند و چون در مزارع گندم و غلات یافت میشوند، به گل گندم معروفند (9). این گیاهان در منابع فارسی با عنوان قنطوریون، عنبر، ترنشاه و گل ذرت نامیده میشوند (1). دستگاه زایشی در این گیاهان وضعیت خاصی دارد که در گیاهان دولپه دیگر دیده نمیشود. گلآذین به صورت کپهای است که در آن محور یا دمگل در انتها به صورت نهنجی مشترک توسعه مییابد و در گریبانی از برگکها محصور میشود. گلها معمولا در کنار برگکهای مادر که آنها را پولک (پرزهای روی نهنج( مینامند، قرار دارند. این جنس با حدود 700 گونه پراکنش وسیعی در نیمکره شمالی دارد. مراکز اصلی تنوع این جنس اروپا، منطقه مدیترانه و جنوب غربی آسیاست (34). این جنس در ایران حدود 70 گونه دارد که در سرتاسر کشور پراکندهاند که حدود 32 گونه آن انحصاری هستند (22 و 23). گیاهان این جنس خواص دارویی متنوعی دارند و در طب سنتی برای درمان بسیاری از بیماریها کاربرد دارند (13، 15 و 32). به طور مثال در ترکیه از گونهCenturea cyanus جهت درمان اسهال، افزایش نیروی بدن، افزایش اشتها و درمان تنگی نفس استفاده میشود. همچنین از گونه Centurea behen جهت رفع مشکلات معده، از گونه Centurea calcitrapa برای درمان تب و از گونه Centurea jacea به عنوان تببر، ملین، اشتها آور و قاعدهآور استفاده میشود (7). از گونه Centurea iberica جهت تسکین دردهای شکمی و همچنین برای کاهش سوزش حاصل از نیش حشرات، نیش مار و تسکین درد زخم استفاده میشود (33). در منابع طب سنتی ایران خواص مختلفی برای گلگندم (Centurea cyanus) ذکر شدهاست که از جمله میتوان به تقویت دستگاه گوارش، درمان سوء هاضمه، یبوست، سرفه، سینه درد، سرما خوردگی، زکام و گریپ اشاره نمود. همچنین از این گونه برای درمان ورم کلیه، مثانه و مجاری ادراری، دفع آب و سموم بدن، تقویت قوه بینایی و درمان تراخم و نیز به عنوان محلول دهان شویه جهت رفع عفونتهای دهان استفاده میشود. از کاپیتول گونه cyanus C.برای التیام التهاب پوست و چشم (8; 20) و از ساقهها و برگهای آن برای درمان آبسه استفاده میشود (26). به طور کلی شواهد علمی زیادی مبنی بر خواص دارویی جنس گلگندم همچون ضد دیابت، ضد شوره، ضد فشار خون، ضد رماتسیم، ضد التهاب، ضد درد، ضد تب، قابض، مدر، ضد باکتری وهمچنین خاصیت سمیت سلولی وجود دارد (10 و 12). گیاهان در طبیعت مانند کارخانههای تولید مواد طبیعی عمل می کنند.این مواد شامل متابولیتهای اولیه و ثانوی میشود. مواد اولیه موادی هستند که توسط همه گیاهان تولید میشود و در تمامی آنها یکسان هستند. اما متابولیتهای ثانوی موجود در هر گیاه متفاوت از گیاهان دیگر است.اهمیت متابولیتهای ثانوی از این جهتاست که اغلب متابولیتهای ثانوی خواص درمانی دارند. گلگندم نیز واجد متابولیتهای ثانوی مختلف بهویژه ترکیبات فلاونوئیدی و ترپنها است که مسئول خواص دارویی این جنس میباشند (14، 29 و 35). به طور مثال در اسانس آن ، ترکیبات ترپنوئیدی گزارش شدهاست (11). در پژوهشAkkol و همکاران (2009)، دو سزکوئیترپن استخراج شده از ریشه و بخش هوایی دو گونه Centaurea عوامل ضد درد و ضد تب معرفی شدهاند (2) و در پژوهشهای Skaltsa (2000) سزکوئیترپنهای استخراج شده، خاصیت ضد قارچی قابل توجهی نشان دادهاند (29).
رادیکالهای آزاد تولید شده در بدن مخرب مولکولهای زیستی چون لیپیدها، اسیدهای نوکلئیک و پروتئینها هستند و بدن توسط آنتیاکسیدانهایی چون برخی آنزیمها، گلوتاتیون، فریتین و ... از خود در برابر این مواد مخرب دفاع میکند (21). وجود این ترکیبات آنتیاکسیدان برای سلامت بدن و جلوگیری از بروز بیماریهای قلبی- عروقی، سرطان، اختلال سیستم عصبی، پیری و دیابت لازم است (16، 18 و 21). بررسیهای انجام شده در راستای سلامت جوامع، ارتباط میان رژیم غذایی غنی از ترکیبات آنتیاکسیدان و کاهش بروز برخی از بیماریها را نشان داده است (6). تاکنون روی متابولیتهای ثانوی و اثرات بالینی بسیاری از گونهها و جمعیتهای این جنس مطالعاتی صورت گرفته است (3، 4 و 5)، لیکن هنوز گزارشی از گونههای بومی ایران ارائه نشدهاست. در تحقیق حاضر سنجش محتوای فنل و فلاونوئید کل و نیز خاصیت آنتیاکسیدانی و ضدباکتریایی سه گونه بومی از جنس Centaurea برای اولین بار مورد مطالعه قرار گرفته است.
مواد و روشها
تهیه مواد گیاهی: سه گونه C. imperialis ،
C. iransharii و C. glastifoliaاز بخش Cynaroides از نقاط مختلف ایران جمع آوری شدند و پس از شناسایی، یک نمونه از هر گونه در هرباریوم دانشگاه بوعلی سینا (BASU) نگهداری شد. گیاهان جمع آوری شده در محیط تاریک و دور از رطوبت در دمای اتاق خشک شدند.
جدول 1- ویژگیهای گونههای Centaurea مورد مطالعه.
گونه |
محل جمعآوری |
ارتفاع (متر) |
شماره هرباریومی |
C. imperialis |
کردستان: 5 کیلومتری بانه به سردشت |
1500 |
BASU28880 |
C. iransharii
|
ایلام: 5 کیلومتری آبدانان به دینار کوه |
1460 |
BASU33041 |
C. glastifolia
|
آذربایجان غربی: 14 کیلومتری خوی به سلماس |
1170 |
BASU33001 |
تهیه عصاره: جهت تهیه عصاره متانولی بخش هوایی(ساقه و برگ) و کاپیتول به صورت جدا گانه آسیاب شده و سپس 25 گرم از هر نمونه در 250 میلیلیتر متانول خالص (مرک) به روش سوکسله به مدت 8-6 ساعت عصارهگیری شد. عصارهها به کمک دستگاه روتاری اواپوریتور در دمای ºC50 تغلیظ شده و سپس خشک شد. عصارههای خشک شده در فریزر در محیط تاریک تا زمان مصرف نگهداری شدند.
تعیین محتوای فنل کل: سنجش محتوای فنل کل عصارهها با استفاده از معرف فولین- سیوکالتیو انجام شد (30). در این سنجش 2/0 میکرولیتر از عصاره متانولی (با غلظت 1000/4 گرم بر میلیلیتر) یا گالیک اسید با 1 میلی لیتر محلول فولین- سیوکالتیو و 2 میلیلیتر محلول کربنات سدیم 5/7% مخلوط و حجم نهایی محلول واکنش با افزودن آب مقطر به 7 میلیلیتر رسید. پس از گذشت زمان 2 ساعت در دمای اتاق، میزان جذب محلولها با دستگاه اسپکتروفتومتر Perkin Elmer مدل UV/Visible Lambda 45 در طول موج 765 نانومتر اندازهگیری شد. از محلول واکنش به همراه 2/0 میکرولیتر متانول (بهجای عصاره) به عنوان بلانک استفاده شد. هر آزمایش در سه تکرار انجام شد. در نهایت محتوای فنل کل عصارهها بر اساس میلیگرم گالیک اسید در هر گرم عصاره ارائه گردید.
تعیین محتوای فلاونوئید کل: محتوای فلاونوئید کل عصارهها به روش اسپکتروفتومتری و بر اساس روش Mc Donald و همکاران (2001) انجام شد (16). بدین منظور 5/0 میلیلیتر عصاره (در غلظت 10/1گرم در لیتر) با 5/1 میلیلیتر متانول خالص، 1/0 میلیلیتر کلرید آلومینیوم %10 ، 1/0 میلی لیتر استات پتاسیم 1 مولار و 8/2 میلیلیتر آب مقطر مخلوط گردید. سپس محلول واکنش به مدت 30 دقیقه در دمای اتاق و در تاریکی قرار داده شد. اندازه گیری میزان جذب در طول موج 415 نانومتر با دستگاه اسپکتروفتومتر Perkin Elmer مدل UV/Visible Lambda 45 صورت گرفت. از محلول واکنش به همراه 5/0 میلیلیتر متانول به جای عصاره، به عنوان بلانک استفاده شد و هر آزمایش در سه تکرار انجام شد.
ارزیابی پتانسیل آنتیاکسیدانی به روش مهار رادیکال آزاد DPPH :DPPH (2،2-دی فنیل-1-پیکریل هیدرازیل) از رادیکالهای آزاد پایدار است (28). در این روش توانایی دادن اتم هیدروژن یا الکترون توسط عصارههای موجود، از روی میزان تغییر رنگ محلول ارغوانی DPPH به محلول زرد رنگ سنجیده میشود. بدین منظور 5/2 میلیلیتر از غلظتهای مختلف عصاره (200، 400، 600، 800 و 1000 میکروگرم عصاره در هر میلیلیتر متانول) با 1 میلیلیتر محلول متانولی DPPH (با غلظت 3/0 میلیمول بر 1 میلیلیتر) مخلوط شد. پس از گذشت زمان 30 دقیقه در محیط تاریک و در دمای اتاق میزان جذب در طول موج 517 نانومتر با دستگاه اسپکتروفتومتر Perkin Elmer مدل UV/Visible Lambda 45 اندازهگیری شد. از اسید آسکوربیک اسید به عنوان شاهد استفاده شد و هر نمونه در سه تکرار ارزیابی گردید. خاصیت مهارکنندگی به روش زیر محاسبه شد (31).
DPPH% = 1-((As-Ab)/Ac)100
As = جذب محلول واکنش شامل عصاره (5/2 میلیلیتر) و محلول DPPH (1 میلیلیتر)
Ab = جذب محلول حاوی عصاره (5/2 میلیلیتر) و متانول (1 میلیلیتر)
Ac = جذب محلول حاوی متانول (5/2 میلیلیتر) و محلول DPPH (1 میلیلیتر)
باکتریهای مورد مطالعه: باکتریهای گرم مثبت مورد استفاده شامل Bacillus cereus PTCC 1247، Wild Staphylococcus aureus PTCC، Bacillus megaterium PTCC 1017 وBacillus thuringiensis PTCC 1491 و باکتریهای گرم منفی مورد استفاده شامل Enterobacter aerogenes PTCC 1221،Serratia marcesens PTCC 1111 و Escherichia coli PTCC Wild از سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران تهیه شد.
ارزیابی فعالیت ضد میکروبی: تست حساسیت میکروبی عصاره با استفاده از روش انتشار دیسک مطابق دستور العمل CLSI انجام شد. برای کشت باکتری از محیط کشت جامد مولرهینتون استفاده شد. پس از آماده سازی محیط کشت و استریل کردن آن و قبل از سرد شدن کامل، حدود 30 میلیلیتر محیط کشت در پلیتهای استریل با قطر 100 میلیمتر ریخته شد. مقدار gμ 30 عصاره حل شده در حلال DMSO بر روی دیسکهای بلانک استریل (شرکت پادتن طب ایران) ریخته شد. سوسپانسیون میکروبی از تککلونی باکتریهای مورد مطالعه، در محلول نرمال سالین با کدورت معادل نیم مکفارلند ( cfu/ml108×5/1) تهیه شد. باکتریها به صورت کشت چمنی بر روی محیط کشت مولر هینتون، کشت داده شد. در عرض مدت 5 دقیقه دیسکگذاری انجام شد. پلیتهای آماده شده به مدت 24 ساعت در دمای °C37 نگهداری و سپس قطر هاله عدم رشد در مقابل نور با کمک کولیس اندازهگیری شد. کشت باکتری و دیسکگذاری در سه تکرار انجام شد.
نتایج و بحث
ارزیابی محتوای فنل و فلاونوئید کل: در جدول 2 میزان فنل کل در سه گونه Centaurea در دو بخش اندام هوایی و کاپیتول ارائه شده است. بر این اساس کاپیتول C. iransharii دارای بیشترین محتوای فنلی به میزان 73 میلیگرم گالیک اسید بر گرم عصاره بوده و کاپیتول C. imperialis کمترین مقدار معادل 92/35 میلیگرم گالیک اسید بر گرم عصاره را داشت.
جدول2- محتوای فنل و فلاونوئید کل در سه گونه Centaurea به تفکیک اندام هوایی و کاپیتول.
محتوای فلاونوئید کل(mg QE/g) |
محتوای فنل کل(mg GAE/g) |
بخش مورد مطالعه |
گونه |
ᵇ09/0±16/5 |
ᵇ6/1±57/48 |
برگ و ساقه |
C. imperialis |
ᵃ06/0±44/4 |
ᵃ3/1±92/35 |
کاپیتول |
|
ᵇ08/0±30/5 |
ᶜ3/1±29/56 |
برگ و ساقه |
C. iransharii
|
ᵇ22/0±26/5 |
ᵉ7/3±00/73 |
کاپیتول |
|
ᵇ07/0±31/5 |
ᵈ4/3±11/68 |
برگ و ساقه |
C. glastifolia
|
ᵇ07/0±14/5 |
ᵈ7/0±21/65 |
کاپیتول |
حروف یکسان بیانگر عدم وجود تفاوت معنیدار است. مقادیر، میانگین سه تکرار ± انحراف معیار است.
گزارشهای محدودی در مورد محتوای فنل کل از جنس Centaurea وجود دارد. میزان فنل کل در گونه
C. ammocyanus 9/10 میلیگرم گالیک اسید برگرم عصاره (3) ، در گونه C. patula 61/25، در گونه
C. pulchella 55 و در گونه C. tchihatcheffi 27/22 میلیگرم گالیک اسید بر گرم عصاره گزارش شد (35). در مطالعات Aktumsek و همکاران (2011) میزان فنل در گونه C. kurdica 70/135، در گونه C. rigida 58/113، در گونه C. amanicola 59/104، در گونه
C. cheirolopha 40/175 و در گونه
C. ptosimopappoides 27/82 میلیگرم گالیک اسید بر گرم بود (3). در گونههای مورد مطالعه توسط Aktumsek (2013) میزان فنل در گونه C. pseudoscabiosa 146، در گونه C. pulcherrima 56/348، در گونه C. salicifolia 39/309 و در گونه C. babylonica 94/274 میلیگرم گالیک اسید بر گرم عصاره برآورد شد (3).
فلاونوئیدها گروه بزرگی از ترکیبات فنلی را شامل می شوند که سهم بزرگی از پتانسیل آنتیاکسیدانی گیاهان را به خود اختصاص میدهند. در پژوهش حاضر میزان فلاونوئید کل در سه گونه مورد مطالعه بین 44/4 تا 31/5 میلیگرم کوئرستین بر گرم عصاره مشاهده شد. با توجه به جدول 4 و صرف نظر از تفکیک به بخش هوایی و کاپیتول، گونههای C. iransharii و C. glastifolia دارای محتوای فنلی و فلاونوئیدی بالایی هستند و تفاوت معنیداری بین این دو گونه وجود نداشت، در حالی که
C. imperialis محتوای کمتری از ترکیبات فنلی و فلاونوئیدی را داشت. در یک مطالعه میزان فلاونوئید در گونه C. kurdica معادل 2/165، در گونه C. rigida معادل 2/76، در گونه C. amanicola 2/134، در گونه
C. cheirolopha 245 و در گونه C. ptosimopappoides 2/82 میلیگرم روتین بر گرم عصاره گزارش شد (3). در پژوهشی دیگر میزان فلاونوئید گزارش شده در گونه
C. pseudoscabiosa 3/54، در گونه C. pulcherrima 5/182، در گونهC. salicifolia 1/149 و در گونه
C. babylonica 1/13 میلیگرم روتین بر گرم عصاره بود (5). میزان فلاونوئید ارائه شده در گزارش Aktumsek و همکاران (2013) برای C. polypodiifolia 9/45، در
C. pyrrhoblephara 7/55 و در C. antalyense 7/46 میلیگرم روتین بر گرم عصاره بود (4). در مجموع با توجه به گزارش حاضر و سایر مطالعات صورت گرفته میتوان گفت که جنس گلگندم منبع مناسبی از ترکیبات فنلی و فلاونوئیدی بسیاری است. اهمیت ترکیبات گیاهی در ارتقا سلامت بدن، حفظ و نگهداری از مواد درون سلولها، بافتها و یا کل بدن انسان شناخته شده است. ترکیبات گیاهی که اغلب با سلامت انسان در ارتباط هستند شامل پلیفنلها، کاروتنوئیدها و توکوفرولها میباشند. پلی فنلها گروه بزرگی از متابولیت ثانوی هستند که خاصیت مهار رادیکالهای آزاد توسط آنها در بسیاری از گیاهان گزارش شده است(24). مطالعات متعددی در مورد استفاده از پلیفنلهای غذایی برای کاهش خطر ابتلا به بیماری عروق کرونر قلب گزارش شده است. همچنین آنها به عنوان عوامل ضد سرطان و ضد التهاب استفاده میشوند (24).
ارزیابی پتانسیل آنتیاکسیدانی : DPPH به عنوان یک معرف برای بررسی مهار رادیکال آزاد توسط عصاره بکار می رود (19). DPPH (2،2- دی فنیل-1- پیکریل هیدرازیل) که یک رادیکال آزاد ارغوانی رنگ است، در تماس با ترکیب آنتیاکسیدان (عصاره) به ترکیب پایدار زرد رنگی تبدیل میشود. ظرفیت مهار رادیکال آزادDPPH توسط عصاره متانولی گونههای مورد مطالعه در غلظتهای مختلف در شکل 1 ارائه شدهاست.
IC50 غلظت موثری از ترکیبِ آنتیاکسیدان است که در آن، 50% رادیکالهای آزاد DPPH مهار شده باشند. از این رو مقدار IC50 کم، بیانگر خاصیت آنتیاکسیدانی بالاست.
شکل1- درصد مهار رادیکال آزاد DPPH در اندام هوایی و کاپیتول سه گونه Centaurea در غلظتهای مختلف.
در جدول 3 و شکل 2 مقادیر IC50 نمونههای مورد مطالعه ارائه گردید. میزان IC50 در اندام هوایی C. iransharii دارای کمترین مقدار معادل 11/0 میلیگرم عصاره بر میلیلیتر حلال و گونه C. imperialis دارای بیشترین IC50 معادل 36/0 میلیگرم عصاره بر میلیلیتر حلال بود. میزان IC50 در گونه C. iransharii کمتر از اسیدآسکوریبک یا ویتامین C معادل 125/0 میلیگرم عصاره بر میلیلیتر حلال بوده و این حالت بیانگر پتانسیل بالای آنتی اکسیدانی
C. iransharii میباشد. میزان IC50 گزارش شده در مطالعات Zengin و همکاران (2010) در گونه C. patula به میزان 49/41، در گونه C. pulchella 36/33 و در گونه C. tchihatchfeii 70/55 میکروگرم عصاره بر میلیلیتر حلال بود (35). Aktumsek وهمکاران (2011) مقدار IC50 را به میزان C. kurdica 7/367، گونه C. rigida 475، گونه C. amanicola 3/581، گونه C. cheirolopha 4/227 و در گونه C. ptosimopappoides 1/745 میکروگرم عصاره بر میلیلیتر حلال گزارش کردند (3).در مطالعه دیگری از Aktumsek و همکاران (2013) میزان IC50 گزارش شده در گونه C. pseudoscabiosa5/670، در گونه C. pulcherrima 4/187، در گونه C. salicifolia 4/284 و در گونه C. babylonica 2/464 میکروگرم عصاره بر میلیلیتر حلال گزارش شد (5).
بر اساس شکل 1 پتانسیل آنتیاکسیدانی با افزایش غلظت عصاره و یا به عبارتی با افزایش ماده موثره موجود در محلول واکنش افزایش پیدا کرده. بر اساس مطالعات آماری انجام شده، اثر غلظتهای بکار رفته بر راندمان مهارکنندگی رادیکال آزاد DPPH معنیدار بود.
همانطور که در جدول 4 نشان داده شده است، صرف نظر از تفکیک به بخش هوایی و کاپیتول، گونه C. glastifolia بیشترین میزان فنل و فلاونوئید کل و درصد مهارِ رادیکال آزاد DPPH را داشت. پتانسیل آنتیاکسیدانی بالای این گیاه را میتوان به محتوای فنلی و فلاونوئیدی بالای آن نسبت داد. مطالعات علمی نیز موید این امر است که ترکیبات فنلی رادیکالهای آزاد را مهار میکنند و به همین دلیل است که فعالیت آنتیاکسیدانی گیاهان را اغلب با در نظر گرفتن محتوای فنلی آنها میسنجند (27).
بر اساس شکل 2 پتانسیل آنتیاکسیدانی با افزایش غلظت عصاره و یا به عبارتی با افزایش ماده موثره موجود در محلول واکنش افزایش پیدا کرده. بر اساس مطالعات آماری انجام شده، اثر غلظتهای بکار رفته بر راندمان مهارکنندگی رادیکال آزاد DPPH معنیدار بود.
جدول3- میانگین درصد مهارِ رادیکال آزاد DPPH و IC50 (mg/ml)در اندام هوایی و کاپیتول سه گونه Centaurea.
(mg/ml) IC50 |
میانگین درصد مهار |
بخش مورد مطالعه |
گونه |
36/0 |
ᵃ 7/26±07/70 |
برگ وساقه |
C. imperialis |
26/0 |
ᵇ5/35±17/74 |
کاپیتول |
|
11/0 |
ᶠ 6/2±65/94 |
برگ وساقه |
C. iransharii |
19/0 |
ᵈ2/24±38/83 |
کاپیتول |
|
15/0 |
ͤ 3/11±54/89 |
برگ وساقه |
C. glastifolia |
13/0 |
ᵉ 4/9±60/90 |
کاپیتول |
|
125/0 |
ᶜ6/1±61/80 |
Ascorbic acid |
مقادیر در سه تکرار ± SE گزارش شدهاند. حروف متفاوت بیانگر اختلاف دادهها در سطح P ≤ 0.05 است.
شکل2- مقایسه مقادیر IC50 در کاپیتول و اندام هوایی سه گونه Centaurea و اسید آسکوربیک.
ارزیابی فعالیت ضد میکروبی: به منظور ارزیابی خاصیت ضد میکروبی سه گونه C. imperialis، C. iransharii و
C glastifolia چهار گونه باکتری گرم مثبت و سه گونه باکتری گرم منفی انتخاب و خاصیت ضد میکروبی آنها به روش انتشار دیسک مورد ارزیابی قرار گرفت. هیچ یک از گونهها بر روی سه گونه باکتری گرم منفی Enterobacter aerogenes ،Serratia marcesens و Escherichia coli موثر نبود. تمام عصارهها در برابر باکتری Staphylococcus aureus، خاصیت ضدمیکروبی خوبی نشان دادند. پژوهش Şen و همکاران (2013) نیز بیانگر فعالیت ضدمیکروبی بالای نه گونه Centaurea از فلور ترکیه در برابر باکتری Staphylococcus aureus بود.
جدول4- مقایسه محتوای فنل و فلاوونوئید کل و فعالیت مهار رادیکال آزاد DPPH در سه گونه Centaurea.
IC50 (mg/ml) |
محتوای فلاوونوئید کل (mg QE/g) |
محتوای فنل کل (mg GAE/g) |
گونه |
ᵃ31/0 |
ᵃ8/4 |
24/42 ᵃ |
C. imperialis |
ᵃ30/0 |
ᵃ28/5 |
ᵇ64/64 |
C. iransharii |
ᵇ14/0 |
ᵃ5.22 |
ᵇ66/66 |
C. glastifolia |
میانگین مقادیر در سه تکرار گزارش شدهاند. حروف متفاوت بیانگر اختلاف دادهها در سطح P ≤ 0.05 است.
جدول 5- فعالیت ضد میکروبی عصاره کاپیتول و اندام هوایی سه گونه Centaurea در برابر 4 سویه باکتری گرم مثبت.
|
قطر هاله عدم رشد(mm) سویههای باکتریایی مورد مطالعه |
||||
|
غلظت(mg/ml) |
B. cereus |
S. aureus |
B. megaterium |
B. thuringiensis |
اندام هوایی C. imperialis |
25 |
ᵃ33/9 |
ᵃ00/10 |
ͣ 66/8 |
ᵃ00/12 |
50 |
ᵃ66/14 |
ᵇ00/15 |
ᵇ00/12 |
ᶜ33/17 |
|
100 |
ᵇ33/18 |
ᶜ66/19 |
ᶜ33/15 |
ᵇ00/15 |
|
200 |
ᵇ00/21 |
ᶜ33/21 |
ᶜ66/17 |
ᶜ33/19 |
|
کاپیتول C. imperialis |
25 |
na |
ᵃ00/14 |
ᵃ66/7 |
na |
50 |
na |
ᵃ00/15 |
ᵇ00/13 |
na |
|
100 |
ᵃ 33/9 |
ᵇ66/19 |
ᵇ66/14 |
na |
|
200 |
ᵇ00/11 |
ᵇ33/21 |
ᶜ66/17 |
na |
|
اندام هوایی C. iransharii
|
25 |
ᵃ66/16 |
ᵃ66/14 |
ᵃ33/10 |
ᵃ00/20 |
50 |
ᵇ33/20 |
ᶜᵇ33/16 |
ᵇ33/12 |
ᵃ00/22 |
|
100 |
ᶜᵇ00/21 |
ᶜᵇ33/18 |
ᶜ66/15 |
ᵃ66/21 |
|
200 |
ᵈ00/23 |
ᶜ33/20 |
ᶜ66/16 |
ᵃ00/23 |
|
C. iransharii کاپیتول
|
25 |
ᵃ00/13 |
ᵃ00/17 |
ᵃ00/11 |
ᵃ33/12 |
50 |
ᵇ00/17 |
ᵃ00/18 |
ᵃ33/10 |
ᵃ00/14 |
|
100 |
ᵇ00/18 |
ᵃ33/17 |
ᵃ66/11 |
ᵃ66/12 |
|
200 |
ᵇ33/17 |
ᵇ66/19 |
ᵃ00/14 |
ᵃ66/14 |
|
اندام هوایی C. glastifolia |
25 |
ᵃ00/21 |
ᵃ00/17 |
ᵃ33/17 |
ᵃ33/18 |
50 |
ᵇ00/24 |
ᵇᵃ66/18 |
ᵇᵃ00/19 |
ᵇ66/20 |
|
100 |
ᵇ00/25 |
ᶜᵇ00/20 |
ᶜᵇ00/20 |
ᶜᵇ66/22 |
|
200 |
ᶜ33/28 |
ᶜ66/21 |
ᶜ66/21 |
ᶜ33/24 |
|
C. glastifolia کاپیتول
|
25 |
ᵃ33/20 |
ᵃ33/15 |
ᵃ66/16 |
ᵃ33/13 |
50 |
ᵇ66/23 |
ᵇ00/19 |
ᵇᵃ33/17 |
ᵃ33/15 |
|
100 |
ᵇ00/24 |
ᶜᵇ33/20 |
ᶜᵇ00/19 |
ᵃ33/14 |
|
|
200 |
ᶜ6/27 |
ᶜ00/21 |
ᶜ66/20 |
ᵃ33/16 |
حروف متفاوت بیانگر تفاوت معنیدار در سطح P ≤ 0.05 است.na = غیر فعال بودن عصاره در برابر باکتری.
در پژوهش حاضر گونههای مورد مطالعه در برابر باکتریهای گرم منفی،Escherichia coli Klebsiella pneumonia و Proteus mirabilis فعالیت قوی از خود نشان ندادند (25). عصارهها در برابر سه گونه باکتری گرم مثبت دیگر که هر سه باسیل بودند، خاصیت ضدمیکروبی بالایی داشتند. با افزایش غلظت عصاره یا به عبارتی با افزایش ماده موثره موجود بر روی دیسک، قطر هاله عدم رشد در تمام نمونهها افزایش یافت. بیشترین قطر هاله عدم رشد در برابر باکتری B. cereus در عصاره اندام هوایی و کاپیتول گونه C. glastifolia بود. در باکتری B. megaterium نیز بیشترین قطر هاله عدم رشد در عصاره بخشهای مختلف گونه C. glastifolia مشاهده شد. در برابر باکتری
B. thuringiensis بهترین عملکرد از عصاره اندامهای هوایی گونههای C. iransharii و C. glastifolia مشاهده گردید.
سمیت عصارههای مورد مطالعه بر روی باکتری Bacillus cereus، که به عنوان عامل مسمومیت غذایی شناخته شده است (17)، زیاد بود به نحوی که اثر آنها از آنتیبیوتیک Gentamicin قویتر بود (14).
جدول 6- کنترل مثبت در برابر باکتریهای مورد مطالعه.
قطر هاله عدم رشد (mm) حاصل از آنتیبیوتیکها (کنترل مثبت) |
||||
Gentamicin |
Penicillin |
Nitrofurantoin |
Neomycin |
سویه باکتری |
25 |
na |
10 |
20 |
Bacillus cereus |
35 |
na |
30 |
25 |
Staphylococcus aureus |
25 |
na |
20 |
20 |
Bacillus megaterium |
19 |
na |
24 |
18 |
Bacillus thuringiensis |
22 |
na |
21 |
16 |
Enterobacter aerogenes |
22 |
na |
20 |
19 |
Serratia marcesens |
11 |
na |
30 |
20 |
Escherichia coli |
na = غیر فعال بودن عصاره در برابر باکتری.
نتیجه نهایی
نتایج ارائه شده در پژوهش حاضر پتانسیل آنتیاکسیدانی قابل توجهی را برای گونههای مورد مطالعه نشان داد. این گونهها حاوی محتوای فنل و فلاونوئید بالایی بودند. محتوای فنلی و فلاونوئیدی در گونه C. iransharii بیشترین میزان را به خود اختصاص داد و عصاره اندام هوایی این گونه نیز بیشترین پتانسیل مهارکنندگی رادیکال آزاد DPPH را داشت. در مجموع برتری کاپیتول بر اندام هوایی از نظر خاصیت مهارکنندگی رادیکال آزاد DPPH مشاهده نشد. گونههای مورد مطالعه به ویژه گونه
C. glastifolia خاصیت ضدمیکروبی قابل توجهی داشت. در مجموع تمام عصارهها بر روی باکتریهای گرم مثبت مورد مطالعه بسیار موثر بودند. در مجموع گونه
C. glastifolia نسبت به دو گونه دیگر از نظر محتوای فنلی، فلاونووئیدی، پتانسیل آنتیاکسیدانی و ضدباکتریایی برتر بوده و از اینرو شاید بتوان خاصیت ضدباکتریایی و آنتیاکسیدانی بالای این گیاه را به محتوای فنلی و فلاونووئیدی بالای آن نسبت داد.
2- Akkol EK, Arif R, Ergun F, Yesilada E. 2009. Sesquiterpene lactones with antinociceptive and antipyretic activity from two Centaurea species. J Ethnopharmacol 122:210-5.
3- Aktumsek A, Zengin G, Guler G, Cakmak Y, Duran A. 2011. Screening for in vitro antioxidant properties and fatty acid profiles of five Centaurea L. species from Turkey flora. Food and Chemical Toxicology 49:2914-20.
4- Aktumsek A, Zengin G, Guler GO, Cakmak YS, Duran A. 2013. Antioxidant potentials and anticholinesterase activities of methanolic and aqueous extracts of three endemic Centaurea L. species. Food Chem Toxicol 55:290-6.
5- Aktumsek A, Zengin G, Guler GO, Cakmak YS, Duran A. 2013. Assessment of the antioxidant potential and fatty acid composition of four Centaurea L. taxa from Turkey. Food Chemistry 141:91-7.
6- Aruoma OI. 1998. Free radicals, oxidative stress, and antioxidants in human health and disease. Journal of the American Oil Chemists Society 75:199-212.
7- Baytop T, 1999., 2nd, ed. I, Turkey, 316. 1999. Therapy with Medicinal Plants in Turkey (Past and Present). pp 316. Nobel Tıp Kitabevleri.
8- Bruneton J. 1995. Pharmacognosy, Phytochemistry, Medicinal Plants. Tec-Doc Lavoisier:310–1.
9- Davis PH. 1988. Flora of Turkey and East Aegean Islands. Edinburgh University Press.
10- Farrag NM, Abd El Aziz EM, El-Domiaty MM, El Shafea AM. 1993. Phytochemical investigation of Centaurea araneosa growing in Egypt. Zagreb Journal of Pharmaceutical Sciences 2:29–45.
11- Jovanovic SG, Skaltsa HD, Marin P, Sokovic M. 2004. Composition and antibacterial activity of the essential oil of six Stachys species from Serbia. Flav. Frag. J. 19:139-44.
12- Kaij-A-Kamb M, Amoros M, Girre L. 1992. Chemical and biological activity of the genus Centaurea. Pharmacetica Acta Helvetica 67:178–88.
13- Karamenders C, Khan S, Tekwani BL, Jacop MR, Khan IA. 2006. Antiprotozoal and antimicrobial activity of Centaurea species growing in Turkey. Pharmaceutical Biology 44:534-9.
14- Koca U, Suntar IP, Keles H, Yesilada E, Akkol EK. 2009. In vivo anti-inflammatory and wound healing activities of Centaurea iberica Trev. ex Spreng. J Ethnopharmacol 126:551-6.
15- Kumarasamy Y, Byres M, Cox PJ, Jaspers M, Nahar L, Sarker SD. 2007. Screening seed of some Scottish plants for free radical scavenging activity. Phytotrapy Research 21:615-21.
16- McDonald S, Prenzler PD, Autolovich M, Robards K. 2001. Phenolic content and antioxidant activity of olive extracts. Food Chemistry 73:73-84.
17- Murray PR, Rosenthal KS, Kobayashi GS, Pfaller MA, Mosby. SL. 2002. Medical Microbiology. St. Louis: Mosby.
18- Nakiboglu M, Urek OR, Kayalı AH, Tarhan L. 2007. Antioxidant capacities of endemic Sideritis sipylea and Origanum sipyleum from Turkey. Food Chemistry 104:630-5.
19- Oyaizu M. 1986. Studies on products of browning reactions: antioxidative activities of browning reaction prepared from glucosamine. . Japanese Journal of Nutrition 44:307–15.
20- Pieroni A, Quave CL, Villanelli ML, Mangino P, Sabbatini G, et al. 2004. Ethnopharmacognostic survey on the natural ingredients used in folk cosmetics, cosmeceuticals and remedies for healing skin diseases in the inland Marches, Central-Eastern Italy. Journal of Ethnopharmacology 91:331–44.
21- Pietta PG. 2000. Flavonoids as antioxidants. Journal of Natural Products 63:1035-42.
22- Ranjbar M, Negaresh K, Karamian R. 2012. Centaurea regia subsp. javanroudense, a new subspecies of Centaurea sect. Cynaroides (Asteraceae), from flora of Iran. Biological Diversity and Conservation 5/1:5-10.
23- Ranjbar M, Negaresh K, Karamian R, Joharchi MR. 2012. Klasea nana (Asteraceae), a new species from NE Iran. Anales Botanicci Fennici 49:402-6.
24- Rice-Evans CA, Miller NJ, Paganga G. 1997. Antioxidants properties of phenolic compounds. Trends in Plant Science 2:152–9.
25- Şen A, Bitiş L, Birteksöz-Tan S, Bulut G. 2013. In vitro evaluation of antioxidant and antimicrobial activities of some CentaureaL. species. Marmara Pharmaceutical 17:42-5.
26- Sezik E, Yesilada E, Honda G, Takaishi Y, Takeda Y, Tanaka T. 2001. Traditional medicine in Turkey X. Folk medicine in Central Anatolia. Journal of Ethnopharmacology 75: 95–115.
27- Shahidi F, Janitha PK, Wanasundara PD. 1992. Phenolic antioxidants. Critical Reviews in Food Science and Nutrition 32.
28- Sharma OP, Bhat TK. 2009. DPPH antioxidant assay revisited. Food Chemistry 113:1202-5.
29- Skaltsa H, Lazari D, Panagouleas C, Georgiadou E, Garcia B, Sokovic M. 2000. Sesquiterpene lactones from Centaurea thessala and Centaurea attica. Antifungal activity. Phytochemistry 55:903-8.
30- Slinkard K, Singleton VL. 1977. Total phenol analyses: Automation and comparison with manual methods. American Journal of Enology and Viticulture 28:49–55.
31- Stojicevic S, Stanisavljevic I, Velickovic D, Veljkovic V, Lazic MC. 2008. omparative screening of the anti-oxidant and antimicrobial activities of Sempervivum marmoreum L. extracts obtained by various extraction techniques. Journal of the Serbian Chemical Society 73:597-607.
32- Ugur A, Duru ME, Ceylan O, Sarac N, Varol O, Kiveak I. 2009. Chemicmor al composition, antimicrobial and antioxidant activities of Centaurea ensiformis Hub.- (Asteraceae), a species endemic to Mulga (Turkey). Natural Product Research 23:149-67.
33- Ugurlu E, Secmen O. 2008. Medicinal plants popularly used in the villages of Yunt Mountain (Manisa-Turkey). Fitoterapia 79:126–31.
34- Wagentitz G, Hellwig FH. 1996. Evaluation of characters and phylogeny of Centaurea. In: Hinf, D. J. N. and Beentje, H. J. (eds.), Compositae: Systematics. pp 491-510. Royal botanic Gardens, Kew, UK.
35- Zengin G, Cakmak YS, Guler GO, Aktumsek A. 2010. In vitro antioxidant capacities and fatty acid compositions of three Centaurea species collected from Central Anatolia region of Turkey. Food Chem Toxicol 48:2638-41.