Document Type : Research Paper
Abstract
The genus of Chaerophyllum macropodum belongs to Umbelliferae family which used as spice. Alsoin Iran and Turkey it has been used for cheese production . In addition, it is traditionally believed by local people that this plant has antibacterial activity. C. macropodum were collected from northwest mountains of Aleshtar in Lorestan province, Iran. Collected plant materials were dried in shade and were hydrodistillated using a clevenger apparatus. The oil was analyzed by capillary GC and GC/MS. The anatomical studies were carried out using distaining method with brown bismark and methyl green. GC and GC/MS analysis of the essential oil resulted in the identification of 20 compounds, representing the 97.6% the total oil. Major constituents of the oil were myristicin (23.2%), p-cymene (16.7%), trans-ocimene (10.2%), sabinene (8.8%), cis-ocimene (7.3%) and spathulenol (6.1%). The anatomical studies showed that, secretory canals were found in differend regions of stem, especially in the near of collanchyma tissues.
Keywords
شناسایی ترکیبهای تشکیلدهنده اسانس و بررسی ساختارهای ترشحی گیاه Chaerophyllum macropodum Boiss
حمزه امیری
خرم آباد، دانشگاه لرستان، دانشکده علوم، گروه زیستشناسی
تاریخ دریافت: 20/10/90 تاریخ پذیرش: 23/3/92
چکیده
گونه Chaerophyllum macropodumمتعلق به تیره چتریان بوده که بهعنوان ادویه و در تولید پنیر مورد استفاده قرار گرفته و دارای اثرات ضد میکروبی نیز میباشد. این گیاه در مرحله میوهدهی از منطقه کهمان در شمال شهرستان الشتر واقع در استان لرستان جمعآوری گردید و پس از خشک کردن گیاه در سایه، اسانسگیری از بخشهای هوایی آن با روش تقطیر با آب انجام شد. شناسایی ترکیبات موجود در اسانس به وسیله کروماتوگراف گازی (GC) و کروماتوگراف گازی متصل به طیفسنج جرمی (GC/MS) انجام شد. مطالعات آناتومیکی نیز توسط روش رنگآمیزی مضاعف با استفاده از دو رنگ سبز متیل و قهوهای بیسمارک انجام گردید. آنالیز اسانس C. macropodum منجر به شناسایی 16 ترکیب شد که 6/97 درصد از کل اسانس را شامل میشود. نتایج این بررسی نشان داد که میریس تیسین (2/20%)، پارا سیمن (7/16%)، ترانس اوسیمن (2/10%)، سابینن (8/8%)، سیس اوسیمن (3/7%) و اسپاتوئنول (1/6%) مهمترین ترکیبات تشکیلدهنده اسانس هستند. از طرف دیگر بررسیهای آناتومیکی نیز نشان داد که کانالهای ترشحی در مناطق مختلف ساقه بهویژه در مجاورت بافتهای کلانشیمی مشاهده میشوند.
واژههای کلیدی: Chaerophyllum macropodum، اسانس، آناتومی، ساختارهای ترشحی، میریستسین
نویسنده مسئول، تلفن: 09166634064، پستالکترونیکی: Amiri_h_lu@yahoo.com
مقدمه
گیاهان تیره چتریان با داشتن حدود سیصد جنس و سه هزار گونه گیاهی در سطح وسیعی از جهان پراکنده هستند. جنس Chaerophyllum متعلق به این تیره در ایران دارای هشت گونه بوده و دو گونه ) C. khorassanicum جعفری فرنگی خراسانی) و C. nivale (جعفری فرنگی البرزی) بومی ایران هستند. جنس مذکور در ایران دارای هشت گونه است که بجز یکی، بقیه چند ساله بوده و در مراتع و ارتفاعات کوهستانی و تقریباً در سراسر ایران بجز مناطق گرم و مرطوب جنوبی گسترش دارند (3). گونه
Chaerophyllum macropodum، گیاهیست پایا و دوساله، علفی سبز به ارتفاع 160-45 سانتیمتر، دارای ساقه منفرد، بلند، ایستاده و استوانهای، در بخش فوقانی دارای انشعابهای دیهیمی. برگها پهن دراز با ابعاد 34-11×40-14 سانتیمتر، کرکینهپوش، متمایل به خاکستری و سفید، بسیار بریده و منقسم، با 6-4 بار تقسیمات شانهای عمیق، با قطعات تخممرغی- پهن دراز، فشرده و کوچک .گلهای آن سفید، گلبرگهای خارجی بزرگ و شعاعی و کم و بیش قلبی شکل، مجتمع در گلآذین چتری مرکب شامل پرتوهای بلند و چترک، فاقد پرتو مرکزی، دمگل دارای 16-5/2 سانتیمتر طول با 8-4 پرتو به طول 9 سانتیمتر، پرتوهای میوهدار محکم، هم قد یا نا هم قد، براکتههای چترک معدود (6-5)، مژکدار به طول 5/5-2 میلیمتر، دمگلهای فرعی 7-3 عدد، میوهدارها گسترده و به صورت ستارهای، هم قد یا بلندتر از میوه، میوه با بزرگی 2-5/1×35-12 میلیمتر، استوانهای- خطی، با دنده و پرههای کند؛ خامه به طول 5/2-5/1 میلیمتر، برگشته. موسم گلدهی آن ماههای خرداد و تیر میباشد (2). در کشور ترکیه از گیاه
Chaerophyllum macropodum که در مرحله قبل از گلدهی جمعآوری شده است برای فرآوری پنیر استفاده میشود (5).
در کشور آذربایجان، اسانس دو گونه از جنس Chaerophyllum بشرح زیر تجزیه و شناسایی شده است؛ اولین گونه C.bulbosum L. بوده که در اسانس اندامهای هوایی آن 18 ترکیب شناسایی شد که تنها 32% کل روغن اسانسی را تشکیل میداد. در میان آنها لینالول با 3/18% بیشترین مقدار را به خود اختصاص داده است (8). دومین گونه، عبارت بود از C. macrospermum که اسانس گلها و اسانس برگ و ساقه مورد تجزیه و شناسایی قرار گرفته است. نتیجه این تحقیق، شناسایی 33 ترکیب (39%) از کل ترکیبهای تشکیلدهنده اسانس گلها و 28 ترکیب (41%) از کل ترکیبهای تشکیلدهنده اسانس برگ و ساقه بوده است .ترکیبهای عمده موجود در اسانس گلها، 1و8-سینئول (2/7%)، لینالول (7/6%)، دلتا-3-کارن (4/4%)، الفا ترپینئول (7/4%) و اوژنول (0/1%) گزارش شده است. در حالی که همین ترکیبها در اسانس برگ و ساقه با درصدهای متفاوت حضور داشته و منوترپنهای اکسیژندار در هر دو اسانس ترکیبهای غالب بودهاند (7).
مواد روشها
اندامهای هوایی گیاهChaerophyllum macropodum از رویشگاه طبیعی و منطقه کهمان شهرستان الشتر واقع در استان لرستان جمعآوری گردید. گیاه مذکور در مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان لرستان مورد شناسایی قرار گرفت. 100 گرم از نمونههای بخشهای هوایی خشک شده گیاه به مدت 3 ساعت با استفاده از دستگاه کلونجر به روش تقطیر با آب مورد اسانسگیری قرار گرفت و بعد اسانس بهدست آمده توسط سولفات سدیم رطوبتزدایی شد و در ظرف کوچک و دربسته در تاریکی و دمای 20- درجه سانتیگراد تا زمان انجام آزمایش نگهداری گردید.
آنالیزGC با دستگاه کروماتوگراف گازی مدلShimadzu 15A انجام شد.N2 بهعنوان گاز حامل با سرعت (یک میلیلیتر در دقیقه) و ستونDB- 5 (mm2/. × m 50 و μm32/.) استفاده شد. دمای ستون در ˚C60 برای مدت 3 دقیقه نگهداری و بعد با سرع ˚C5 در دقیقه تا ˚C220 افزایش یافت و برای 5 دقیقه در C ˚220 ثابت گردید. درصدهای نسبی با استفاده از نرمافزار کروماتوپک C-R4A بدون استفاده از فاکتور تصحیح از سطح زیر منحنی برآورد شد.
آنالیزهایGC/MS با استفاده از دستگاهHwlett-pakard 5973 مجهز به ستونHP-5MS (m30 × mm25/. و ضخامت μm25/.) انجام شد. دمای ستون برای 3 دقیقه در C ˚60 نگهداری و تا ˚C220 با سرعت˚C 5 در دقیقه افزایش یافت و برای 5 دقیقه در ˚C 220 نگهداری شد. سرعت جریان گاز هلیم بهعنوان گاز حامل با سرعت (یک میلیلیتر در دقیقه) درeV 70 مورد استفاده قرار گرفت.
شناسایی مواد متشکله اسانس به وسیله مقایسه طیف جرمی و اندیس بازداریشان با آنچه که در منابع وجود دارد، انجام شد (4).
بهمنظور مطالعات آناتومیکی از نمونههای فیکس شده در FAA ] فرمالین (به میزان 5cc)، الکل اتیلیک50% (به میزان90cc) و اسید استیک (به میزان 5cc)[ با روش دستی برشگیری شد. سپس برشهای بهدست آمده با روش رنگآمیزی مضاعف توسط سبز متیل و قهوهای بیسمارک رنگآمیزی شده و توسط میکروسکوپ نوری مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفتند.
نتایج
نتایج مربوط به جداسازی و شناسایی مواد تشکیلدهنده موجود در اسانس به همراه درصد و اندیس کواتس آنها در جدول 1 آمده است. بر اساس نتایج این جدول در مجموع 20 ترکیب در اسانس مورد مطالعه شناسایی شد که 6/97 درصد کل اسانس را شامل میشوند. میریس تیسین (2/20%)، پاراسیمن (7/16%)، ترانس اوسیمن (2/10%)، سابینن (8/8%)، سیس اوسیمن (3/7%) و اسپاتوئنول (1/6%) مهمترین ترکیبات اسانس را تشکیل میدهند.
جدول 1- ترکیبهای شناسایی شده در اسانس گیاه Chaerophyllum macropodum
ردیف |
نام ترکیب |
شاخص بازداری |
درصد |
1 |
α-pinene |
935 |
1/0 |
2 |
sabinene |
970 |
8/8 |
3 |
β-myrcene |
985 |
4/0 |
4 |
octanal |
1005 |
2/3 |
5 |
p-cymene |
1020 |
7/16 |
6 |
limonene |
1027 |
6/0 |
7 |
cis-ocimene |
1038 |
3/7 |
8 |
trans-ocimene |
1048 |
2/10 |
9 |
g-terpinene |
1057 |
7/0 |
10 |
trans sabinene hydrate |
1064 |
8/2 |
11 |
terpinolene |
1087 |
3/5 |
12 |
p-cymene-8ol |
1183 |
7/5 |
13 |
decanal |
1203 |
2/1 |
14 |
β-caryophyllene |
1418 |
7/1 |
15 |
β-farnesene |
1458 |
3/4 |
16 |
germacrene-D |
1482 |
8/0 |
17 |
α-farnesene |
1508 |
8/0 |
18 |
myristicin |
1522 |
2/23 |
19 |
germacrene-B |
1562 |
7/0 |
20 |
spathulenol |
1589 |
1/6 |
|
جمع |
|
6/97 |
بررسی منابع نشان داد که تاکنون گزارشی در مورد شناسایی مواد تشکیلدهنده اسانس بخشهای هوایی
C. macropodum در مرحله میوهدهی وجود ندارد، بنابراین گزارش حاضر میتواند بهعنوان اولین گزارش در این زمینه محسوب شود.
بررسیهای آناتومیکی گونه مورد مطالعه نشان داد که قسمت عمده ساقه گیاه به وسیله استوانه مرکزی اشغال شده است که دستجات آوندی در آن قابل رؤیت هستند، در حالیکه پوست بخش کوچکی از ساقه را تشکیل داده و سلولهای بیرونی آن قادر به انجام فتوسنتز هستند (شکل 1). البته همانند اغلب گونههای چتریان در قسمتهای برآمده ساقه سلولهای کلانشیمی دیده میشود که در زیر آنها کانالهای ترشحی قابل مشاهده است (شکل 2). در سطح ساقه گیاه فقط کرکهای غیر ترشحی که وظیفه حفاظت از گیاه را به عهده دارند دیده میشود و اثری از کرکهای ترشحی در آن دیده نمیشود (شکل 3). دستجات آوندی ساقه همانند سایر دولپهایها از نوع هم پهلو (Collateral) بوده که معمولاً در زیر این دستجات آوندی و در مجاورت بافت چوب آنها کانالهای ترشحی مشاهده میشوند (شکل 4).
بحث
بررسیهایBaser و همکاران در سال 2006 نشان داده است که پاراسیمن (3/39%)، اسپاتوئنول (3/7%)، پاراسیمن-8-ال (9/5%)، اکتانال (2/5%) و بتا اوسیمن (5/4%) مهمترین ترکیبات تشکیلدهنده اسانس
C. macropodum رشد یافته در کشور ترکیه را تشکیل میدهند (Baser et al., 2006)؛ که شباهتها و تفاوتهایی با مطالعه حاضر دارند. از مهمترین تفاوتها در این زمینه میتوان به وجود میریس تیسین در مطالعه حاضر بهعنوان مهمترین ترکیب اسانس اشاره نمود، در حالیکه این ترکیب در اسانس حاصل از گیاه جمعآوری شده از کشور ترکیه شناسایی نشده است. این تفاوت را میتوان به تفاوت شرایط اکولوژیکی محل رویش گیاه در این بررسی نسبت داد (5).
Nematollahiو همکاران، اسانس اندامهای هوایی گونه C. macropodum را که با روش تقطیر با آب بدست آمده بود، تجزیه کردند. در میان 28 ترکیب اسانس
C. macropodumکه 5/98% کل اسانس را شامل میشود، یازده هیدروکربن منوترپنی (0/71%)، و هشت منوترپن اکسیژنه (2/20%)، هفت سسکوئیترپن (8/6%) و دو ترکیب استر آلیفاتیک (5/0%) دیده میشود. آلفا-پینن (0/23%)، بتا-پینن (3/17%)، فنچیل استات ( 8/13%)، بتا-اوسیمن (5/6%)، لیمونن (3/6%) و میرسن (5/5%) بهعنوان ترکیبهای اصلی این اسانس گزارش شده است(9).
|
|
|
|
|
|
شکل 1- دستجات آوندی و کانالهای ترشحی در ساقه C. macropodum EP: اپیدرم، Col: کلانشیم، Ca: کانال ترشحی، Co: پوست
|
|
|
شکل 2- بافت کلانشیم و کانالهای ترشحی در ساقه C. macropodum EP: اپیدرم، Col: کلانشیم، Ca: کانال ترشحی
|
|
شکل 3- کرکهای غیر ترشحی و کانالهای ترشحی در ساقه C. macropodum Ngh: کرکهای غیر ترشحی، Ca: کانال ترشحی
|
|
|
|
|
شکل 4- کانالهای ترشحی مجاور دستجات آوندی در ساقه C. macropodum Co: پوست، Col: کلانشیم، Ca: کانال ترشحی، Xyl: چوب، Phl: آبکش
شفقت و همکاران در بررسی اسانس اندامهای هوایی گونه C. macropodum 18 ترکیب را شناسایی نمودند که مهمترین آنها شامل E-β-ocimene (9/24%)، myristicin (7/15%)، terpinolene (2/14%) و endo-fenchyl acetate (9/13%) میباشد. مقایسه این نتایج با بررسی حاضر نشان میدهد که endo-fenchyl acetate در این تحقیق بهعنوان یکی از اجزاء اصلی تشکیلدهنده اسانس بهشمار میرود. البته در بررسی ما بهعنوان یکی از اجزاء اصلی تشکیلدهنده اسانس مورد شناسایی قرار نگرفت، ضمن اینکه درصد ترکیبهایی مثل myristicin، terpinoleneوβ-ocimene در این دو تحقیق با هم متفاوت است. این تفاوتها را میتوان به تفاوت در مرحله و محل جمعآوری گیاه نسبت داد (1).
تحقیقات Ebrahimabadi و همکاران نشان داده که در اسانس حاصل از گل و برگ گیاه C. macropodum ترکیبهایی مثل trans-β-farnesene، trans-β-ocimene، β-pinene، limonene، spathulenol و myrecene مهمترین ترکیبهای اسانس به حساب میآیند. البته اغلب ترکیبهای شناسایی شده در این پژوهش با بررسی ما مشابهت دارد، با این تفاوت که درصد ترکیبهای اصلی در این دو تحقیق با هم فرق دارد، ضمن اینکه حضور میریس تیسین در پژوهش حاضر و عدم وجود آن در بررسی Ebrahimabadi و همکاران از نقاط مهم تفاوت در این دو بررسی میباشد (6).
بررسی منابع نشان داد که تاکنون گزارشی در خصوص بررسیهای آناتومیکی گونه
Chaerophyllum macropodum وجود ندارد، البته بررسی حاضر اولین گزارش در این زمینه تلقی میشود.