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]

  • nafiseh Almasi 1
  • Roya Karamian 1
  • farah karimi 2

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]

  • phenol
  • Flavonoid
  • Centaurea
  • antioxidant potency
  • Antimicrobial activity

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

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.

  1. پارسا م. 1388. دائرة المعارف پزشک در خانواده.1150.

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.