بررسی اثر روش‌های مختلف خشک کردن بر فعالیت آنتی‌اکسیدانی، فیتوشیمیایی و ترکیبات موثره اسانس گیاه دارویی Origanum vulgare L. Subsp. gracile

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی

2 گروه خاک شناسی- دانشکده کشاورزی - دانشگاه ارومیه

چکیده

خشک کردن رایج­ترین روش­ نگهداری از گیاهان دارویی و معطر و حفاظت از ترکیبات بیوشیمیایی آنها است. آنتی‌اکسیدان‌ها ترکیباتی هستند که از بدن در برابر خسارات ناشی از رادیکال­های آزاد محافظت می­کنند. به‌منظور بررسی اثر روش‌های مختلف خشک کردن بر فعالیت آنتی­اکسیدانی و فیتوشیمیایی اسانس سرشاخه­های گلدار مرزنجوش در مرحله 50 درصد گلدهی، آزمایشی بر پایه طرح بلوک­های کامل تصادفی با چهار تیمار و سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه (ارتفاع 1365 متر از سطح دریا) در سال 1396 اجرا شد. اندام هوایی گیاه با استفاده از چهار نوع روش خشک کردن از جمله، دمای اتاق (20-23 درجه سانتی‌گراد)، هوای آزاد (نور مستقیم خورشید)، هوای آزاد (سایه) و دمای آون (40 درجه سانتی‌گراد) خشک شدند. اسانس­گیری به روش تقطیر با آب (طرح کلونجر) انجام گرفت. اجزاء اسانس با استفاده از دستگاه­ کروماتوگرافی گازی مورد شناسایی قرار گرفت. میزان فنل فلاونوئید کل، فعالیت آنتی‌اکسیدانی (DPPH)، فعالیت جمع‌کنندگی رادیکال سوپراکسید و فعالیت جمع­کنندگی رادیکال نیتریک اکسید به ترتیب با استفاده از معرف فولین سیوکالتو، کلرید آلومینیوم، 2و2 دی­فنیل-1- پیکریل هیدرازیل، بافر  Tris-HCLو واکنش Illosvoy Griess اندازه­گیری شدند. نتایج نشان داد تفاوت معنی­داری بین روش­های مختلف خشک کردن وجود دارد. بیشترین مقدار اسانس، محتوای فنل کل، فلاونوئید کل، فعالیت جمع­کنندگی رادیکال DPPH و فعالیت جمع­کنندگی رادیکال سوپراکسید در روش خشک کردن در سایه مشاهده شد. با این حال کارواکرول و تیمول به‌عنوان ترکیبات اصلی اسانس دارای بیشترین مقدار در شرایط خشک کردن در هوای آزاد تحت نور مستقیم آفتاب بودند. بیشترین مقدار ترکیباتی نظیر بتا-مرسین، آلفا-ترپینن، گاما-ترپینن و ام-سیمول که بعد از کارواکرول و تیمول دارای بالاترین مقادیر بودند در روش خشک کردن در سایه بدست آمدند. می­توان نتیجه گرفت ترکیبات اسانس و فعالیت آنتی اکسیدانی مرزنجوش به شدت تحت تاثیر روش خشک کردن قرار می­گیرد و در بین روش‌های خشک کردن، خشک کردن در سایه بهترین روش برای گیاه مرزنجوش بود تا ترکیب شیمیایی اش را حفظ کند.

کلیدواژه‌ها


 

 

فصلنامه اکوفیتوشیمی گیاهان دارویی، شماره پیاپی 27، سال هفتم، شماره 3، پاییز 1398

 


بررسی اثر روش­های مختلف خشک کردن بر فعالیت آنتی‌اکسیدانی، فیتوشیمیایی

و ترکیبات موثره اسانس گیاه دارویی Origanum vulgare L. Subsp. gracile

 

امیر رحیمی1، الهام فرخی2*

1استادیار، گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ایران

2کارشناس‌ارشد، گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ایران

 

تاریخ دریافت: 27/11/1397   تاریخ پذیرش: 02/06/1398

 

چکیده

خشک کردن رایج­ترین روش­ نگهداری از گیاهان دارویی و معطر و حفاظت از ترکیبات بیوشیمیایی آنها است. آنتی‌اکسیدان‌ها ترکیباتی هستند که از بدن در برابر خسارات ناشی از رادیکال­های آزاد محافظت می­کنند. به‌منظور بررسی اثر روش‌های مختلف خشک کردن بر فعالیت آنتی­اکسیدانی و فیتوشیمیایی اسانس سرشاخه­های گلدار مرزنجوش در مرحله 50 درصد گلدهی، آزمایشی بر پایه طرح بلوک­های کامل تصادفی با چهار تیمار و سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه (ارتفاع 1365 متر از سطح دریا) در سال 1396 اجرا شد. اندام هوایی گیاه با استفاده از چهار نوع روش خشک کردن از جمله، دمای اتاق (20-23 درجه سانتی‌گراد)، هوای آزاد (نور مستقیم خورشید)، هوای آزاد (سایه) و دمای آون (40 درجه سانتی‌گراد) خشک شدند. اسانس­گیری به روش تقطیر با آب (طرح کلونجر) انجام گرفت. اجزاء اسانس با استفاده از دستگاه­ کروماتوگرافی گازی مورد شناسایی قرار گرفت. میزان فنل فلاونوئید کل، فعالیت آنتی‌اکسیدانی (DPPH)، فعالیت جمع‌کنندگی رادیکال سوپراکسید و فعالیت جمع­کنندگی رادیکال نیتریک اکسید به ترتیب با استفاده از معرف فولین سیوکالتو، کلرید آلومینیوم، 2و2 دی­فنیل-1- پیکریل هیدرازیل، بافر  Tris-HCLو واکنش Illosvoy Griess اندازه­گیری شدند. نتایج نشان داد تفاوت معنی­داری بین روش­های مختلف خشک کردن وجود دارد. بیشترین مقدار اسانس، محتوای فنل کل، فلاونوئید کل، فعالیت جمع­کنندگی رادیکال DPPH و فعالیت جمع­کنندگی رادیکال سوپراکسید در روش خشک کردن در سایه مشاهده شد. با این حال کارواکرول و تیمول به‌عنوان ترکیبات اصلی اسانس دارای بیشترین مقدار در شرایط خشک کردن در هوای آزاد تحت نور مستقیم آفتاب بودند. بیشترین مقدار ترکیباتی نظیر بتا-مرسین، آلفا-ترپینن، گاما-ترپینن و ام-سیمول که بعد از کارواکرول و تیمول دارای بالاترین مقادیر بودند در روش خشک کردن در سایه بدست آمدند. می­توان نتیجه گرفت ترکیبات اسانس و فعالیت آنتی اکسیدانی مرزنجوش به شدت تحت تاثیر روش خشک کردن قرار می­گیرد و در بین روش‌های خشک کردن، خشک کردن در سایه بهترین روش برای گیاه مرزنجوش بود تا ترکیب شیمیایی اش را حفظ کند.

 

واژه‌های‌ کلیدی: آنتی‌اکسیدان، اسانس، روش خشک کردن، کارواکرول، مرزنجوش [1]

 

 

 

 

 


مقدمه    

گیاه دارویی مرزنجوش بخارایی با نام علمی (Origanum vulgare L. Subsp. gracile) متعلق به خانواده نعناعیان بوده و دارای ارتفاع 30-50 سانتی‌متر،گل­های سفید یا بنفش و برگ­های متقابل نوک تیز و دندانه­ای است (Jennifer Ragi et al., 2011). بیشترین پراکنش گونه­های مختلف مرزنجوش در منطقه مدیترانه، ایران و توران می­باشد (Sozmen et al., 2012). از گونه­های گیاهی مختلف مرزنجوش در صنایع غذایی، آرایشی و عطرسازی استفاده می‌شود (Mozafarian, 2012). تحقیقات نشان داده است که مرزنجوش دارای خواص آنتی­اکسیدانی، ضدقارچی ضدباکتریایی و ضد میکروبی می­باشد (Hashemi et al., 2016). این گیاه به‌صورت سنتی برای درمان سرماخوردگی، گلو درد، سوء هاضمه و اختلالات گوارشی به کار می­رود (Yin et al., 2012). در بین گونه­های مختلف مرزنجوش، زیر گونه gracile از لحاظ اسانس غنی­تر هستند (Morshedloo et al., 2017). ترکیبات عمده تشکیل­دهنده مرزنجوش شامل کارواکرول، کارواکرول متیل­اتر، گلما-ترپینن و
پ-سیمن(Morshedloo et al., 2017) ، کاریوفیلن، پاراسیمن، لینالول و زرانین استات می­باشد که میزان این ترکیبات در گونه­های مختلف متفاوت می­باشد (Kilic and Ozdemir, 2016). خشک کردن یکی از روش­هایی است که از رشد میکروب­ها و بروز تغییرات بیوشیمیایی خاص در گیاه جلوگیری کرده و بر ویژگی­های ظاهری و آروماتیکی گیاه تاثیر می‌گذارد (Chong and Lim, 2012; Rabeta and Lai, 2013). روش­های مختلفی برای خشک کردن گیاهان وجود دارد که از جمله آنها می­توان به (خشک کردن با امواج ماکروویو، خشک کردن انجمادی، خشک کردن با هوای داغ، نورخورشید، سایه و خشک کردن در آون) اشاره کرد که هر یک دارای مزایا و معایبی هستند (Hassanpouraghdam et al., 2010). روش‌های مختلف خشک کردن می‌تواند فعالیت آنتی‌اکسیدانی گیاه را تغییر دهد (Sultana et al., 2007). در انتخاب نوع خشک کردن گیاهان دارویی باید به نوع اندام مورد استفاده و نوع مواد موثره توجه کرد و روش مناسبی را مورد استفاده قرار داد (Omidbaigi, 2005). روش خشک کردن طبیعی (سایه و آفتاب) به‌دلیل برخورداری از هزینه کمتر هنوز هم در بسیاری از مناطق به طور گسترده­ای مورد استفاده قرار می­گیرد. خرم­دل و همکاران (Khorramdel et al., 2013)، گزارش کردند که بالاترین درصد اسانس آویشن، بابونه، بادرنجبویه، ترخون و نعنا فلفلی در روش خشک کردن در سایه به‌ترتیب برابر با 7/0، 9/0، 9/2، 9/2 و 3/3 درصد بدست آمد و افزایش درجه آون از 30 به 60 درجه سانتی‌گراد باعث کاهش درصد و اجزای اسانس این گیاهان شد. همچینین آنها گزارش کردند بالاترین محتوای تیمول در آویشن، کامازولن در بابونه، سیترونلل در بادرنجبویه، استراگول در ترخون و منتول در نعناع فلفلی به‌ترتیب 2/54، 6/7، 5/53، 8/69 و 1/67 درصد در روش خشک کردن در سایه بدست آمد.

مصرف آنتی­اکسیدان­ها باعث کاهش خطر ابتلا به بیماری سرطان و آلزایمر می­گردد. ترکیبات آنتی‌اکسیدانی بسیاری در گیاهان وجود دارند که از جمله آنها می­توان به ترکیبات فنلی،­ فلاونوئیدها­، کاروتنوئیدها و بنزوئیک اسید اشاره کرد (Lindsay and Astley, 2002). ترکیبات فنلی یکی از گسترده‌ترین گروه­های فیتوشیمیایی موجودند که دارای اهمیت مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی زیادی در گیاهان هستند که ویژگی آنتی­اکسیدانی آنها ناشی از قدرت احیا کنندگی و ساختار شیمیایی آنها است که باعث خنثی کردن رادیکال­های آزاد و جلوگیری از اکسیداسیون لیپیدها می‌شود (Ahmadi et al., 2007). فلاوونوئیدها ترکیبات زیست فعالی هستند که حدود 60 درصد از ترکیبات پلی فنلی موجود در گیاهان را شامل شده و به وفور در میوه­ها، سبزی­ها، دانه­ها و مغزها یافت می­شوند (Shahbazi et al., 2013). آنیون سوپراکسید یک فرم کاهش یافته از اکسیژن مولکولی است و یک رادیکال آزاد تشکیل شده از سیستم­های حمل و نقل الکترونی میتوکندری محسوب می­شود. برخی از الکترون­ها که از واکنش زنجیره­ای میتوکندری عبور می­کنند، به‌طور مستقیم با اکسیژن واکنش می­دهند و آنیون سوپراکسید را تشکیل می‌دهند (Howes, 2006). NO به‌عنوان یک مولکول پیام رسان کلیدی در واکنش گیاه به تنش­های زنده و غیر زنده، به‌عنوان واسطه و انتقال پیام در عمل تنظیم کننده­های رشد گیاهی شرکت می­کند (Xiong et al., 2012). مطالعات نشان می­دهد که NO برخی اثرات محافظتی برای گیاهان تحت تنش خشکی ایجاد می‌کند که مرتبط با سیستم دفاع آنتی­اکسیدانی می­باشد (Arasimowicz and Floryszak, 2007). روش DPPH یکی از قدیمی­ترین روش­های اندازه­گیری فعالیت آنتی­اکسیدانی است که بر اساس واکنش رادیکال آزاد DPPH با ترکیبات دهنده هیدروژن مانند فنل­ها می­باشد.

هدف از این تحقیق بررسی تاثیر نحوه خشک کردن گیاه دارویی مرزنجوش بخارایی برکمیت و کیفیت اسانس، ترکیبات و فعالیت آنتی­اکسیدانی مرزنجوش و انتخاب بهترین روش خشک کردن برای حصول بالاترین میزان اسانس، کیفیت بالای گیاه و کاهش هزینه­ها می­باشد.

 

مواد و روش‌ها

این تحقیق به‌منظور بررسی اثر روش­های مختلف
خشک کردن بر فعالیت آنتی­اکسیدانی و فیتوشیمیایی گیاه دارویی مرزنجوش بخارایی بر پایه طرح بلوک‌های کامل تصادهی با سه تکرار و چهار تیمار در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه ارومیه در سال 1396 انجام گرفت. اندام هوایی گیاهان مرزنجوش (با شماره هرباریومی 9601 خریداری شده از مرکز تحقیقات کشاورزی هرباریوم گیاهی استان آذربایجان غربی) در مرحله 50 درصد گلدهی از گیاهان سه ساله موجود در مزرعه زراعی دانشگاه ارومیه با مختصات (37 درجه و 39 دقیقه عرض شمالی و 44 درجه و 58 دقیقه طول شرقی و ارتفاع 1365 متر از سطح دریا) جمع­آوری شده و بعد از شست­و­شو با آب مقطر، برگ­های گیاه به چهار روش مختلف (در دمای 20-23 درجه سانتی‌گراد در اتاق، در سایه، زیر نور مستقیم خورشید و در دمای 40 درجه در آون) خشک گردیدند. به‌منظور اسانس‌گیری، 50 گرم گیاه پودر برگ خشک شده مرزنجوش به روش تقیر با آب و با دستگاه کلونجر به‌مدت 3 ساعت اسانس گیری شد (European Pharmacopoeia, 1997). برای عصاره‌گیری به‌منظور اندازه­گیری آنتی­اکسیدان­ها در گیاه، مقدار 2 گرم از برگ­های خشک گیاه با 25 میلی‌لیتر محلول متانول مطلق بر روی تکان­دهنده مغناطیسی به‌مدت 3 ساعت عصاره­گیری شد و سپس محلول حاصل با کاغذ صافی واتمن شماره یک صاف گردید (Wijeratne et al., 2006).

تعیین محتوای فنل کل: 1 میلی­لیتر از معرف Folin-Ciocalteu (که به نسبت 1:10 رقیق شده بود) به 50 میکرولیتر از عصاره گیاهی افزوده شد. سپس محلول حاصل با 1 میلی­لیتر کربنات سدیم (10%) مخلوط شده و به‌مدت 60 دقیقه در دمای اتاق و تاریکی انکوبه گردید. در نهایت جذب محلول با استفاده از اسپکتروفتومتر در 750 نانومتر اندازه­گیری شد (Oki
et al., 2002). محتوای فنل کل برحسب میلی­گرم اکی والان­های گالیک اسید در 100 گرم عصاره با استفاده از منحنی استاندارد گالیک اسید بیان گردید.

تعیین محتوای فلاونوئید: 50 میکرولیتر عصاره با 1 میلی­لیتر آب مقطر مخلوط گردید و سپس 075/0 میلی­لیتر نیتریت سدیم (5%) به آن اضافه شد و بعد از 5 دقیقه 15/0 میلی­لیتر محلول AlCl3 (10%) اضافه شد و پس از گذشت 6 دقیقه 5/0 میلی­لیتر NaOH (1مولار) اضافه گردید و حجم نهایی محلول با آب مقطر به 3 میلی­لیتر رسانده شد. و شدت رنگ صورتی پدیدار شده در محلول در طول موج 510 نانومتر توسط اسپکتروفوتومتر قرائت شد (Zhishen et al., 1999). محتوای فلاونوئیدی کل بر حسب میلی­گرم اکی والان­های کوئرستین موجود در 100 گرم عصاره با استفاده از منحنی استاندارد کوئرستین بیان گردید.

سنجش درصد جمع آوری رادیکال DPPH: میزان جمع­کنندگی رادیکال پایدار DPPH (2،2- دی فنیل 1- پیکریل هیدرازیل) طبق روش بوریتس و بوکر (Burits and Bucar., 2000) با کمی تغییر تعیین گردید.40 میکرولیتر از عصاره با 2 میلی­لیتر محلول متانولی DPPH (004/0%) مخلوط شد. جذب مخلوط بعد از 30 دقیقه­ انکوباسیون (در دمای اتاق و تاریکی) در طول موج 517 نانومتر قرائت شد.

= (1-Asample /Ablank) ×100 درصد مها رادیکال DPPH

Asampleجذب عصاره در t = 60 min وblank A جذب شاهد در t = 0 min است.

تعیین درصد جمع­آوری رادیکال سوپراکسید: لوله آزمایش حاوی 9 میلی­لیتر از محلول بافر تریس اسیدکلریدریک (2/8 pH=50 میلی­مول بر لیتر) به‌مدت 20 دقیقه در بن ماری در دمای 25 درجه سانتی‌گراد انکوبه گردید.40 میکرولیتر از محلول پیروگالول که قبلاً در 25 درجه سانتی‌گراد انکوبه شده بود، با استفاده از یک سرنگ میکرولیتری به قسمت بالایی لوله آزمایش تزریق شده و مخلوط شد. مخلوط برای 3 دقیقه در دمای 25 درجه سانتی‌گراد انکوبه گردید و سپس بلافاصله 1 قطره اسید آسکوربیک (035/0%) برای پایان واکنش به داخل مخلوط چکانده شد. جذب مخلوط در 420 نانومتر به‌عنوان Aₒ پس از 5 دقیقه ثبت شد، و این Aₒ سرعت اتواکسیداسیون پیروگالول را نشان می‌دهد. سرعت اتواکسیداسیون A1 از همان روش بالا گرفته شد فقط به بافر تریس میزان مشخصی از عصاره (10 میکرولیتر) افزوده شد
(Ling et al., 1995). همزمان یک بلانک کنترل از مواد واکنشی به‌عنوان A2در نظر گرفته شد. درصد جمع‌آوری رادیکال با استفاده از فرمول زیر محاسبه گردید:

درصد جمع آوری رادیکال های سوپر اکسید = A0 – )  A1 – A2 ) ×100 / A0

تعیین درصد جمع آوری رادیکال نیتریک اکسید: مهار رادیکال نیتریک اکسید با استفاده از واکنشIllosvoy  Griess محاسبه گردید (Garrat, 1964). در این روش عامل واکنشی Griess Illosvoy با استفاده از جایگزینی نفتیل اتیلن دی آمین دی هیدروکلراید (1/0 درصد حجم/ وزن ) به جای 1- نفتیل آمین (5 درصد) اصلاح شد. 3 میلی­لیتر محلول واکنشی حاوی 2 میلی­لیتر سدیم نیترو پروسید (10 میلی‌مولار )، 5/0 میلی­لیتر بافر فسفات سالین و 40 میکرو­لیتر عصاره گیاهی به‌مدت 150 دقیقه در دمای 25 درجه سانتی‌گراد انکوبه شد. پس از انکوباسیون، 5/0 میلی­لیتر از محلول حاصل با 1 میلی­لیتر اسید سولفانیلیک (33/0 درصد در اسید استیک گلاسیال 10 درصد) مخلوط شده و به‌مدت 5 دقیقه برای تکمیل دآزوتیزاسیون ثابت گذاشته شد. سپس 1 میلی‌لیتر نفتیل اتیلن دی آمین دی هیدروکلراید به مخلوط اضافه گردید و اجازه داده شد مخلوط به مدت 30 دقیقه در دمای 25 درجه سانتی‌گراد ثابت بماند. یک رنگ صورتی منتشر در زمینه روشن پدیدار گردید. جذب این محلول در 540 نانومتر در مقابل یک بلانک خوانده شد. درصد جمع آوری رادیکال نیتریک اکسید با استفاده فرمول زیر محاسبه گردید:

100 /A sample × (A blank – A sample ) = درصد جمع‌آوری رادیکال های­ نیتریک اکسید

به‌منظور شناسایی ترکیبات تشکیل دهنده اسانس مرزنجوش از دستگاه GC/mass و GC استفاده شد. بعد از بدست آمدن برنامه زمانی مناسب برای جداسازی ترکیبات اسانس، اسانس به دستگاه گاز کروماتوگرافی متصل به طیف سنج جرمی با مشخصات زیر تزریق شد. دستگاه کروماتوگرافی گازیAgilent 6990N  ساخت آمریکا و نرم‌افزار HP Chemstation در محیط ویندوز و اینجکتور با مد  split / splitless و ستون مویین  HP-5 MSبا طول 30 متر و قطر داخلی 25/0 میلی­متر و ضخامت 25/0 میکرومتر. دمای اولیه آون در 60 درجه سانتی‌گراد به مدت سه دقیقه نگه داشته شده و بعد با سرعت 3 درجه سانتی‌گراد بر دقیقه تا 250 درجه سانتی‌گراد افزایش یافت و 5 دقیقه در همان دما ­ماند. از گاز
نیتروژن به‌عنوان گاز حامل استفاده گردید. سرعت جریان گاز حامل یک میلی لیتر بر دقیقه و روش یونیزاسیون (EI) 70 الکترون ولت بود. دریچه تزریق در مدSplit  با نسبت 50:1 بود. به‌منظور شناسایی درصد ترکیبات از یونیزاسیون شعله (FID، 260 درجه سانتی‌گراد) استفاده شد (Abdellatif et al., 2014; Basta et al., 2005).

تجزیه و تحلیل آماری داده­ها با استفاده از نرم‌افزار CoStat، مقایسه میانگین­ها بر اساس آزمون چند دامنه­ای دانکن در سطح احتمال 5 درصد بر اساس طرح بلوک کامل تصادفی و در سه تکرار انجام گرفت.

 

نتایج

نتایج تجزیه واریانس نشان داد تاثیر روش­های مختلف خشک کردن بر میزان فنل کل، درصد جمع­آوری رادیکال DPPH، درصد جمع­کنندگی رادیکال سوپراکسید و رادیکال نیتریک ­اکسید و همچنین درصد اسانس مرزنجوش در سطح احتمال 1/0 درصد و بر میزان فلاونوئید کل در سطح احتمال 1 درصد معنی‌دار بود (جدول 1).

 

 

جدول 1: تجزیه واریانس اثر روش­های مختلف خشک کردن بر محتوای فنل و فلاونوئید کل، رادیکال سوپر اکسید، رادیکال نیتریک اکسید، فعالیت آنتی اکسیدانی و درصد اسانس گیاه دارویی مرزنجوش  بخارایی

میانگین مربعات

 

منبع تغییرات

درجه آزادی

فنل کل (میلی­گرم گالیک اسید در 100 گرم)

فلاونوئید کل (میلی‌گرم کوئرستین در 100 گرم)

مهار

رادیکال آزاد

(DPPH) (%)

مهار رادیکال سوپراکسید (%)

مهار رادیکال نیتریک اکسید (%)

درصد اسانس (%)

بلوک (تکرار)

2

ns 22/0

ns00003/0

ns9/1

ns69/0

ns32/0

ns004/0

خشک کردن

3

***3/182

**005/0

***104

***8/17

***01/9

***85/0

خطا

6

24/2

0003/0

5/2

66/0

38/0

002/0

ضریب‌تغییرات(%)

-

8/3

2/4

1/3

3/7

5/7

24/2

ns، *،** و *** به‌ترتیب غیر معنی‌دار و معنی‌دار در سطح احتمال 5%، 1% و 1/0 درصد

 

 

بیشترین میزان فنل و فلاونوئید کل گیاه در روش خشک کردن در سایه بدست آمد و با روش خشک کردن در دمای اتاق و آون تفاوت معنی­داری نشان نداد و کمترین مقدار فنل و فلاونوئید کل در روش خشک کردن در زیر نور مستقیم  آفتاب مشاهده شد (جدول 2). بیشترین فعالیت آنتی­اکسیدانی (DPPH) و فعالیت جمع­کنندگی رادیکال سوپراکسید در برگ­های گیاه مرزنجوش بخارایی در روش خشک کردن در سایه مشاهده شد. در مورد رادیکال سوپراکسید در سایر روش­های خشک کردن اختلاف معنی­داری وجود نداشت. کمترین فعالیت آنتی­اکسیدانی (DPPH) گیاه در روش خشک کردن در آون مشاهده شد. بیشترین و کمترین فعالیت جمع­کنندگی رادیکال نیتریک‌اکسید به ترتیب در روش خشک کردن در دمای اتاق و دمای 40 درجه سانتی‌گراد آون مشاهده شد. بالاترین میزان درصد اسانس در روش­ خشک کردن در سایه بدست آمد (جدول 2).

 

 

جدول 2: میانگین داده­های اثر روش­های مختلف خشک کردن بر محتوای فنل و فلاونوئید کل، رادیکال سوپر اکسید، رادیکال نیتریک اکسید، فعالیت آنتی اکسیدانی و درصد اسانس گیاه دارویی مرزنجوش بخارایی

روش خشک کردن

فنل کل (میلی‌گرم گالیک اسید در100گرم)

فلاونوئید کل (میلی‌گرم کوئرستین در 100 گرم)

مهار رادیکال آزاد (DPPH)  (%)

مهار رادیکال سوپراکسید (%)

مهار رادیکال نیتریک اکسید (%)

درصد اسانس (%)

دمای اتاق (20-23درجه)

a 5/42

a43/0

a 1/52

b 6/9

a86/9

c 09/2

هوای آزاد (نور آفتاب)

b3/27

b 36/0

b6/43

b 7/9

bc 72/7

d 35/1

هوای آزاد (در سایه)

a 8/43

a 46/0

a 5/53

a7/14

b 55/8

a58/2

آون (40 درجه سانتی‌گراد)

a 1/42

a 42/0

b 8/41

b 3/10

c 72/5

b 34/2

در هر ستون میانگین هایی که حداقل یک حرف مشترک دارند، از لحاظ آماری (آزمون دانکن در سطح احتمال 5%) اختلاف معنی داری با هم ندارند.

 

جدول 3: ارزیابی و مقایسه کمیت و کیفیت مواد موثره  اسانس گیاه مرزنجوش در روش‌های مختلف خشک کردن

شاخص بازداری (RI)

خشک کردن در آفتاب

خشک کردن در آون

خشک کردن در دمای اتاق

خشک کردن در سایه

اجزای اسانس مرزنجوش بخارایی (%)

927

43/0

63/0

72/0

60/0

alpha.-Thujene

931

-

42/0

44/0

38/0

alpha.-Pinene

989

61/0

79/0

85/0

77/0

beta.-Myrcene

975

46/0

52/0

48/0

49/0

1 octen 3 ol

1015

97/0

26/1

43/1

21/1

alpha.-Terpinene

1022

95/4

01/6

65/7

53/5

m-Cymol

1057

96/3

13/6

38/6

79/5

gamma.-Terpinene

1066

44/0

54/0

42/0

49/0

Cis-sabinenehydrate

1174

86/0

81/0

79/0

87/0

4-Terpineol

1245

39/1

42/1

39/1

32/1

Carvacrol methyl ether

1295

66/20

46/16

05/19

31/19

Thymol

1305

18/63

57/59

54/58

17/61

Carvacrol

1425

28/1

50/1

13/1

23/1

trans-Caryophyllene

1505

32/0

53/0

34/0

37/0

beta.-Bisabolene

1587

48/0

42/0

41/0

46/0

Caryophyllene oxide

 

با توجه به نتایج تجزیه اسانس مرزنجوش که با دستگاه GC/MC انجام گرفت، مشخص شد، تیمول و کارواکرول ترکیبات اصلی گیاه دارویی مرزنجوش در روش­های مختلف خشک شده بوده و بعد از کارواکرول و تیمول، بالاترین درصد ترکیبات مربوط به ام- سیمول و گاما- ترپینن می­باشد. میزان کارواکرول به ترتیب در مرزنجوش­های خشک شده در زیر نور آفتاب (23/63 درصد)، سایه (15/61 درصد)، آون (61/59 درصد) و دمای اتاق (31/58 درصد) مشاهده شد. مقدار تیمول به‌ترتیب در گیاهان خشک شده در زیر نور آفتاب (82/20 درصد)، سایه (25/19 درصد)، دمای اتاق (33/19 درصد) و دمای 40 درجه آون (52/16 درصد) بود. بیشترین و کمترین میزان ترکیبات گاما- ترپینن، ام- سیمول، آلفا- ترپینن و بتا- مرسین به ترتیب در گیاهان خشک شده در سایه و نور آفتاب مشاهده شد. ترکیبات ترانس کاریوفیلن و کارواکرول­متیل­اتر در مرزنجوش خشک شده در دمای 40 درجه آون دارای بیشترین مقدار بودند (جدول 3).

 

 

 

شکل1: کروماتوگرام اسانس گیاه مرزنجوش بخارایی در روش خشک کردن در دمای اتاق

 

 

شکل 2: کروماتوگرام اسانس گیاه مرزنجوش بخارایی در روش خشک کردن در نور آفتاب

 

شکل 3: کروماتوگرام اسانس گیاه مرزنجوش بخارایی در روش خشک کردن در سایه

 

 

شکل4: کروماتوگرام اسانس گیاه مرزنجوش بخارایی در روش خشک کردن در آون

 


بحث

درصد اسانس و فعالیت آنتی­اکسیدانی گیاهان به ویژگی­های مختلفی از جمله ژنوتیپ، اقلیم، فصل رشد، موقعیت جغرافیایی، نوع خاک، شرایط نگهداری و نحوه خشک کردن بستگی دارد (Asekun et al., 2006).

ترکیبات و فعالیت آنتی­اکسیدانی: تحقیقــات پیشین نشان می­دهد، خشک کردن نمونه­های تازه، محتوای ترکیبات فنلی و ظرفیت آنتی­اکسیدانی را در خانواده نعناعیان افزایش داده است (Hossain et al., 2010). گزارش شده است در بین روش­های مختلف خشک کردن، خشک کردن در زیر نور خورشید تاثیر منفی بر کیفیت ظاهری و مواد موثره گیاهان دارویی دارد (Arsalan and Ozcan, 2008). در این تحقیق کمترین میزان فنل، فلاونوئید و فعالیت رادیکال DPPH در
روش خشک کردن در نور آفتاب به دست آمد که به دلیل تاثیر منفی نور خورشید بر این ترکیبات بود. در این رابطه گزارش شده است، استفاده از روش­های گرمایی در خشک کردن مانند (ماکروویو، آون و نور خورشید) سبب کاهش ترکیبات فنلی کل در برگ­های گیاه زنجبیل شده است (Chan et al., 2009). بالاترین مقدار فنل، فلاونوئید و درصد جمع کنندگی رادیکال DPPH در دارچین در نمونه خشک شده در آون با دمای 50 درجه گزارش شد (Bernard et al., 2014). خشک کردن در آون در دماهای مختلف، برای خشک کردن انواع مختلف مواد گیاهی مورد استفاده قرار می‌گیرد (Hassanpouraghdam et al., 2010). با توجه به اینکه درجه حرارت مطلوب برای خشک کردن اندام­های هوایی دارای اسانس، دمای 30 تا50 درجه سانتی‌گراد گزارش شده است (Martinov et al., 2007) بنابرین در این تحقیق از دمای 40 درجه سانتی‌گراد آون استفاده شده است. استانیساوجبیک و همکاران (Stanisavljevic et al., 2014)، بیشترین فعالیت جمع­کنندگی رادیکال DPPH در گیاه نعنا را در روش خشک کردن در دمای 45 درجه سانتی‌گراد گزارش کردند.  تان و همکاران (Tan et al., 2013) بیشترین محتوای فنل کل را در دمای 50 درجه سانتی‌گراد آون و بیشترین رادیکال DPPH را در دمای 40 درجه سانتی‌گراد آون برای گیاه کدو گزارش کردند. نتایج تحقیقات قبلی نشان داده است که بیشترین مقدار فنل کل و رادیکال DPPH در گل گلم در دمای 40 درجه آون در عصاره متانولی بدست آمد (Anwar et al., 2013). ترکیبات فنلی ویژگی­های احیایی دارند که به آنها اجازه می­دهد که به عنوان احیا کننده و دهنده هیدروژن و کاهنده اکسیژن­های منفرد وارد عمل شوند (Henriques et al., 2012). مقادیر مختلف فنل در گیاه می­تواند بر خواص آنتی‌اکسیدانی گیاه تاثیر بگذارد زیرا ترکیبات فنلی در گیاهان منبع خوبی از آنتی­اکسیدان­های طبیعی هستند (Amin et al., 2012). بالاترین مقدار ترکیبات فنل، فلاونوئید و فعالیت رادیکال DPPH در روش خشک کردن در سایه مشاهده شد که با تحقیقات انجام گرفته بر روی دو گونه ترب شیر (Shaukat Yari and Jameie, 2015) و روزماری (Khorshidi et al., 2009) مطابقت دارد. تحقیقات نشان داده است، میزان ترکیبات فنلی و پلی­فنلی موجود در عصاره بر فعالیت جمع­کنندگی رادیکال نیتریک اکسید (Revathi and Rajeswari, 2015) و سوپراکسید (Robak  and Gryglewski, 1988) موثر است. پارول و همکاران (Parul et al., 2012) فعالیت رادیکال نیتریک­اکسید بالایی را برای برگ گیاه Triumfettarhomboidaeخشک شده درسایه گزارش کرد. فرانسیز و آندره (Awah, 2010) ترکیبات فنلی، فعالیت جاروب کنندگی رادیکال سوپراکسید و نیتریک اکسید بالایی را در برگ­های خشک شده گیاه دارویی ریحان گزارش کردند. رادیکال سوپراکسید عامل اکسیدکننده نیرومندی است که می­تواند با غشاهای بیولوژیکی واکنش داده و آسیب بافتی را القا کند. همچنین می‌تواند به اکسیژن منفرد رادیکال هیدروکسیل و هیدروژن پراکسید تجزیه شود (Jiao et al., 2005).

درصد اسانس، کمیت و کیفیت اسانس: روش­های مختلف خشک کردن تاثیر معنی­داری بر میزان اسانس و ترکیبات ثانویه در گیاه داشته (Okoh et al., 2008) و همچنین عملکرد اسانس در گونه­های مختلف گیاهی به فصل زراعی، زمان برداشت و نحوه استخراج بستگی دارد (Olatunya and Akintayo, 2017). دمای بالا و تشعشعات خورشید اثر منفی بر ترکیبات شیمیایی گیاه داشته و باعث کاهش اسانس، ویتامین­ها و سایر ترکیبات گیاه می­شود (Ozcan et al., 2005). در این تحقیق بیشترین درصد اسانس در روش خشک کردن در سایه و کمترین درصد اسانس در روش خشک کردن زیر نور آفتاب به دست آمد که احتمالا به دلیل اثرات منفی نور خورشید بر اسانس و ترکیبات آن در این گیاه بود. محققان بسیاری روش خشک کردن در سایه را نسبت به روش­های دیگر از لحاظ حفظ درصد اسانس برتر دانستند که از جمله آنها می­توان به تحقیقات عزیزی و همکاران (Azizi et al., 2009) در بابونه آلمانی، عبادی و همکاران (Ebadi et al., 2013) در ریحان، چالشکان و همکاران (Caliskan et al., 2017) در نعناع فلفلی، خالد و همکاران (Khalid et al., 2017) در بادرنجبویه اشاره کرد. عظیم­زاده و همکاران (Azimzadeh et al., 2015) بیان داشتند که بیشترین و کمترین درصد اسانس در گیاهAgastache foeniculum به‌ترتیب مربوط به روش خشک کردن در سایه و ماکروویو بود، زیرا با اینکه روش خشک کردن در ماکروویو، روش سریعی بوده و سبب حفظ رنگ گیاه می­شود ولی باعث کاهش قابل توجه روغن­های فرار در گیاه نیز می­گردد. بررسی روش­های مختلف خشک کردن در گیاه Mentha pulegium نشان داد که بیشترین و کمترین درصد اسانس در روش­های سایه و آون بدست آمد (Hassanpouraghdam and Hassani, 2014). نتایج تحقیقات پیشین نشان داده است که دمای 60 درجه‌ سانتی‌گراد برای خشک کردن آویشن و مریم گلی مناسب نیست و باعث کاهش شدید ترکیبات فرار در آنها می­شود که به دلیل از بین رفتن مونوترپن­های غیر اکسیژنه می­باشد (Venskutonis, 1997). کاراویا و همکاران (Karawya et al., 1980)، بیشترین درصد اسانس جعفری را به‌ترتیب در سایه (58/2 درصد)، دمای آون (34/2 درصد)، دمای اتاق (09/2 درصد) و نورخورشید (35/1 درصد) گزارش کردند. بیشترین درصد ترکیبات اصلی اسانس در مرزنجوش بخارایی به ترتیب مربوط به کاوراکرول، تیمول، ام- سیمول، گاما- ترپینن، کاوراکرول متیل اتر و ترانس کاریوفیلن بود. مرادی و همکاران (Moradi et al., 2015) بیان کردند، کارواکرول بالاترین جزء اسانس مرزنجوش بخارایی است و بعد از آن بیشترین جزء اسانس به‌ترتیب مربوط به گاما ترپینن و پاراسیمن می­باشد. تحقیقات نشان داده است که ترکیبات اصلی اسانس مرزنجوش شامل تیمول و کاوراکرول است (Novak et al., 2003). در این تحقیق مقدار کاوراکرول و تیمول در روش خشک کردن در نور آفتاب بیشترین مقدار را به خود اختصاص داد در حالیکه مقدار آلفا- ترپینن، گاما- ترپینن، ام- سیمول و بتا- مرسین در روش خشک کردن در نور آفتاب کاهش یافت. دلیل این امر را می­توان چنین بیان کرد که، افزایش درجه حرارت به دلیل بالا رفتن سرعت حرکت آب به طرف اندام­ها و افزایش سرعت انتقال مولکول­های ترکیبات معطر در طی تبخیر، سبب کاهش مهمترین اجزای اسانس در گونه­های گیاهی می­شود (Asekun et al., 2007). وجود ترکیبات شیمیایی مانند سینوئل، آلفا- پینن، کاوراکرول، سیمن و آلفا ترپینئول در اسانس اندام­های مختلف گیاه باعث اثرات آنتی اکسیدانی و ضد میکروبی در گیاه می­شود (Moulod et al., 2018). نتایج تحقیقات کیهانی و همکاران (Keyhani et al., 2015) نشان داد، مقدار تیمول و ترکیبات فنلی اسانس در روش خشک کردن در دماهای 30 و 40 درجه سانتی‌گراد آون و سایه با هم اختلاف معنی­داری نداشتند ولی مقدار تیمول و ترکیب تیمول و کارواکرول در تیمار 50 درجه آون، بالاتر از سه روش دیگر بود. نتایج تحقیقاتی که بر روی بادرنجبویه انجام گرفته است نشان می‌دهد، بیشترین درصد لینالول (18/2 و 12/3 درصد) و آلفا ترپینن (35/6 و 22/8) به ترتیب در روش خشک کردن در نور آفتاب در برداشت اول و دوم بدست آمد در حالی که برای منتول (93/0 و 3/1 درصد) بیسترین مقدار در روش خشک کردن در سایه بود و مشاهده شد که در برداشت دوم مقایر ترکیبات فوق افزایش یافته است (Khalid et al., 2008). تحقیقات انجام شده بر روی گیاه اکالیپتوس نشان داد، ترکیبات اصلی این گیاه شامل 1و8 سینوئل و آلفا- پینن می­باشد و بیشترین مقدار 1و8 سینئول در روش خشک کردن در سایه و با روش تقطیر با آب بدست آمد (Fathi and Sefidkon, 2012). میراحمدی و همکاران (Mirahmadi et al., 2017)، ترکیب اصلی اسانس بادرنجبویه شامل بتا- کاریوفیلن، ژرانیال و گاما-کادینن را به‌ترتیب در روش خشک کردن در سایه، دمای 35 و 55 درجه آون گزارش کردند.

 

نتیجه‌گیری نهایی

نتایج بدست آمده در این تحقیق حاکی از آن است که روش­های مختلف خشک کردن بر میزان فعالیت آنتی‌اکسیدانی و درصد و ترکیبات اسانس گیاه دارویی مرزنجوش بخارایی اثر معنی­داری داشت. خشک کردن به‌دلیل تاثیر در میزان مواد موثره گیاهی، کیفیت گیاه دارویی را تحت تاثیر قرار می­دهد. روش خشک کردن طبیعی (سایه و نور آفتاب) متداول­ترین و کم هزینه­ترین روش­های خشک کردن گیاهان می‌باشند. طبق نتایج این آزمایش، بهترین روش خشک کردن برای گیاه مرزنجوش بخارایی، روش خشک کردن در سایه بود و خشک کردن در نورآفتاب به‌دلیل دمای بالا و تشعشعات بالا اثرات نامطلوبی از خود نشان داد. بعد از روش خشک کردن در سایه، خشک کردن در آون و دمای اتاق نتایج مطلوبی را نشان داد.

 

 


References

1.Abdellatif, F., Boudjella, H., Zitouni, A. and Hassani, A. 2014. Chemical composition and antimicrobial activity of the essential oil from leaves of Algerian (Melissa officinalis L.). Experimental and Clinical Sciences Journal, 13:764-772.

2.Arasimowicz, M. and Floryszak-Wieczorek, J. 2007. Nitric oxide as a bioactive signaling molecule in plant stress responses. Plant Science, 172(5): 876-887.

3.Ahmadi, F., Kadivar, M. and Shahedi, M. 2007. Antioxidant activity of Kelussia odoratissima Mozaff. in model and food systems. Food chemistry, 105(1): 57-64.

4.Arslan, D. and Özcan, M.M. 2008. Evaluation of drying methods with respect to drying kinetics, mineral content and colour characteristics of rosemary leaves. Energy Conversion and Management, 49(5):1258-1264.

5.Asekun, O.T., Grierson, D.S. and Afolayan, A.J. 2007. Effects of drying methods on the quality and quantity of the essential oil of Mentha longifolia L. subsp. Capensis.  Food Chemistry, 101(3): 995-998.

6.Amin, Z.A., Abdulla, M.A., Ali, H.M., Alshawsh, M.A. and Qadir, S.W. 2012. Assessment of in vitro antioxidant, antibacterial and immune activation potentials of aqueous and ethanol extracts of Phyllanthus niruri. Journal of the Science of Food and Agriculture, 92(9):1874-1877.

7.Anwar, F., Kalsoom, U., Sultana, B., Mushtaq, M., Mehmood, T. and Arshad, H.A. 2013. Effect of drying method and extraction solvent on the total phenolics and antioxidant activity of cauliflower (Brassica oleracea L.) extracts. International Food Research Journal, 20(2): 653-659.

8.Awah, F.M. 2010. Antioxidant activity, nitric oxide scavenging activity and phenolic contents of Ocimum gratissimum leaf extract. Journal of Medicinal Plants Research, 4(23): 2479-2487.

9.Azimzadeh, Z., Hassani, A. and Esmaiili, M. 2015. Effect of different drying methods on the essential oil content and composition of Anise hyssop (Agastache foeniculum [Pursh] Kuntze). Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants, 31(5):789-800.

10.Azizi, M.A., Rahmati, M., Ebadi, T. and Hasanzadeh Khayyat, M. 2009. The effects of different drying methods on weight loss rate, essential oil and chamazolene contents of chamomile (Matricaria recutita) flowers. Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants, 25(2):182-92.

11.Basta, A., Tzakou, O. and Couladis, M. 2005. Composition of the leaves essential oil of Melissa officinalis sl from Greece. Flavour and fragrance journal, 20(6):642-644.

 12.Bernard, D., Asare, I.K., Ofosu, D.O., Daniel, G.A., Elom, S.A. and Sandra, A. 2014. The effect of different drying methods on the phytochemicals and radical scavenging activity of Ceylon Cinnamon (Cinnamomum zeylanicum) plant parts. European Journal of Medicinal Plants, 4(11):1324-1335.

13.Brand-Williams, W., Cuvelier, M.E. and Berset, C.L.W.T. 1995. Use of a free radical method to evaluate antioxidant activity. LWT-Food science and Technology, 28(1):25-30.

14.Burits, M. and Bucar, F. 2000. Antioxidant activity of Nigella sativa essential oil. Phytotherapy research, 14(5):323-328.

15.Caliskan, T., Maral, H., Prieto, L.M.V.G., Kafkas, E. and Kirici, S. 2017. The influence of different drying methods on essential oil content and composition of peppermint (Mentha piperita L.) in cukurova conditions. indian journal of pharmaceutical education and research, 51(3): 518-521.

16.Chan, E.W.C., Lim, Y.Y., Wong, S.K., Lim, K.K, Tan, S.P., Lianto, F.S., Martinov, M., Oztekin, S. and Muller, J. 2007. Medicinal and Aromatic Crops. CRC Press, United States of America. 320 p.

17.Chong, K.L. and Lim, Y.Y. 2012. Effects of drying on the antioxidant properties of herbal tea from selected Vitex species, Journal of Food Quality, 35(1): 51-59.

18.Ebadi, M.T., Rahmati, M., Azizi, M., Khayyat, M.H. and Dadkhah, A. 2013. The effects of different drying methods on drying time, essential oil content and composition of basil (Ocimum basilicum L.). Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants, 29(2): 425- 437.

19.Fathi, E. and Sefidkon, F. 2012. Influence of drying and extraction methods on yield and chemical composition of the essential oil of Eucalyptus sargentii. Journal of Agricultural Science and Technology, 14(5): 1035-1042.

20.Hashemi, M., Ehsani, A., Aminzare, M. and Hassanzadazar, H. 2016. Antioxidant and antifungal activities of essential oils of origanum vulgare ssp. Gracile flowers and leaves from Iran. Journal of food quality and hazards control, 3(4): 134-140.

21.Hassanpouraghdam, M.B., Hassani, A., Vojodi, L. and Farsad-Akhtar, N. 2010. Drying method affects essential oil content and composition of basil (Ocimum basilicum L.). Journal of Essential Oil Bearing Plants, 13(6): 759-766.

22.Henriques, F., Guiné, R. and João Barroca, M. 2012. Chemical properties of pumpkin dried by different methods. Hrvatski časopis za prehrambenu tehnologiju, biotehnologiju inutricionizam, 7(1-2): 98-105.

23.Hossain, M.B., Barry-Ryan, C., Martin-Diana, A.B. and Brunton, N.P. 2010. Effect of drying method on the antioxidant capacity of six Lamiaceae herbs. Food Chemistry, 123(1): 85-91.

24.Howes, R.M. 2006. The free radical fantasy. Annals of the New York Academy of Sciences, 1067(1):22-26.

25.Jennifer Ragi, M.D., Amy Pappert, M.D. and Babar Rao, M.D. 2011. Oregano extracts ointment for wound healing: a randomized, double-blind, petrolatum-controlled study evaluating efficacy. Journal of Drugs in Dermatology, 10(10): 1168-1172.

26.Jiao, Z., Liu, J. and Wang, S. 2005. Antioxidant activities of total pigment extract from blackberries. Food Technology and Biotechnology, 43(1): 97-102.

27.Karawya, M., E-Wakeil, F., Hifnawy, M., Ismail, F. and Khalifa, M. 1980. Study  of  certain  factors affecting  yield  and  composition  of  herbs  parsley essential  oil  (effect  of  stage  of  growth,  successive cutting, time of day of harvesting, method of drying, storage    of    herb    oil).    Egyptian Journal of Pharmaceutical Sciences, 21(1-2): 69-75.

28.Kayhani, A., Sefidkon, F. and Monfared, A. 2014. The effect of drying and distillation methods on essential oil content and composition of Satureja sahendica Bornm. Iranian Journal of medicinal and aromatic plants,  30(2):239-249

29.Khalid, K.A., Hu, W. and Cai, W. 2008. The effects of harvesting and different drying methods on the essential oil composition of lemon balm (Melissa officinalis L.). Journal of Essential Oil Bearing Plants, 11(4):342-349.

30.Khorshidi, J., Mohammadi, R., Fakhr Tabatabaei, M. and Nourbakhash, H. 2009. Influence of drying methods, extraction time, and organ type on essential oil content of Rosemary. Nature and Science, 7(11):42-44.

31.Khorramdel, S., Shabahang, J. and Asadi, G.A. 2013. Effect of drying methods on drying time, essential oil quantitative and qualitative of some of medicinal plants. Eco- phytochemical Journal of Medical Plants, 1(1): 36-48.

32.Kilic, O. and Ozdemir, F.A. 2016. Variability of essential oil composition of Origanum vulgare L. subsp. gracile Populations from Turkey. Journal of Essential Oil Bearing Plants, 19(8): 2083-2090.

33.Ling, T.Y. and Zhao, X.Y. 1995. The improved pyrogallol method by using terminating agent for superoxide dismutase measurement. Progress Biochemistry Biophysics, 22: 84-86.

34.Martinov, M., Oztekin, S. and Müller, J. 2007. Drying medicinal and aromatic crops: harvesting, drying, and processing. Haworth Food & Agricultural Products Press, Binghamton. 320p.

35.Mirahmadi, S.F., Norouzi, R. and Ghorbani Nohooji, M. 2017. The Influence of drying treatments on the essential oil content and composition of Melissa officinalis L. compared with the fresh sample. Journal of Medicinal Plants, 16(61): 68-78.

36.Moradi, M., Hassani, A., Sefidkon, F. and Maroofi, H. 2015. Chemical composition of leaves and flowers essential oil of Origanum vulgare ssp. gracile growing wild in Iran. Journal of Essential Oil Bearing Plants, 18(1): 242-247.

37.Morshedloo, M.R., Craker, L.E., Salami, A., Nazeri, V., Sang, H. and Maggi, F. 2017. Effect of prolonged water stress on essential oil content, compositions and gene expression patterns of mono-and sesquiterpene synthesis in two oregano (Origanum vulgare L.) subspecies. Plant physiology and biochemistry, 111: 119-128.

38.Morshedloo, M.R., Mumivand, H., Craker, L.E. and Maggi, F. 2018. Chemical composition and antioxidant activity of essential oils in Origanum vulgare subsp. gracile at different phenological stages and plant parts. Journal of Food Processing and Preservation, 42(2):1-8.

39.Moulodi, F., Alidade Khaledabad, M., Mahmoudi, R. and Rezazad Bari, M. 2018. Chemical composition, antimicrobial and antioxidant Properties of essential oil of Origanum vulgar ssp. Gracile. Journal of Babol University of Medical Sciences, 20(10): 36-44.

40.Mozafarian, V. 2012. Identification of medicinal and aromatic plants of Iran. Tehran, Iran: Farhang Moaser Press.1444p.

41.Novak, I., Zambori-Nemeth, E., Horvath, H., Seregély, Z. and Kaffka, K. 2003. Study of essential oil components in different Origanum species by GC and sensory analysis. Acta Alimentaria, 32(2):141-150.

42.Okoh, O.O., Sadimenko, A.P., Asekun, O.T. and Afolayan, A.J. 2008. The effects of drying on the chemical components of essential oils of Calendula officinalis L. African Journal of Biotechnology, 7(10): 1500-1502.

43.Oki, T., Masuda, M., Kobayashi, M., Nishiba, Y., Furuta, S., Suda, I. and Sato, T. 2002. Polymeric procyanidins as radical-scavenging components in red-hulled rice. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 50(26): 7524-7529.

44.Olatunya, A.M. and Akintayo, E.T. 2017. Evaluation  of  the  effect  of  drying  on  the  chemical composition  and  antioxidant activity of the essential oil of peels from three species of citrus group. International Food Research Journal, 24(5): 1991-1997.

45.Omidbaigi, R. 2005. Production and processing of medicinal plants. Publications Astan Quds Razavi, Mashhad, 438p

46.Ozcan, M., Arslan, D. and Ünver, A. 2005. Effect of drying methods on the mineral content of basil (Ocimum basilicum L.). Journal of Food Engineering, 69(3): 375-379.

47.Parul, R., Kundu, S.K. and Saha, P. 2013. In vitro nitric oxide scavenging activity of methanol extracts of three Bangladeshi medicinal plants. The pharma innovation Journal, 1(12): 83-88.

48.Rabeta, M.S. and Lai, S.Y. 2013. Effects of drying, fermented and unfermented tea of Ocimum tenuiflorum Linn. On the antioxidant capacity. International Food Research Journal, 20(4):1601-1608.

49.Revathi, D. and Rajeswari, M. 2015. In vitro evaluation of nitric oxide scavenging activity of Guettarda speciosa Linn. International Journal Science Research, 4(9): 962-965.

50.Robak, J. and Gryglewski, R.J. 1988. Flavonoids are scavengers of superoxide anions. Biochemical pharmacology, 37(5): 837-841.

51.Shahbazi, R., Davoodi, H. and Esmaeili, S. 2013. The anticancer effects of flavonoids: involvement of P13K/ Akt signaling pathway. Iranian Journal of Nutrition Sciences & Food Technology, 7(4): 1-10.

52.Shaukat Yari, Q. and Jamei, R. 2015. Correlation between antioxidant activity and phenolic content in two species of horseradish (Leontice armeniaca and L. leontopetalum). Iranian Journal of Plant Biology, 6(22): 1-14.

53.Sozmen, F., Uysal, B.K., Ose, E.O.,  Aktaş O., Cinbilgel, I. and  Oksal, B.S. 2012. Extraction of the essential oil from endemic Origanum bilgeri PH Davis with two different methods: comparison of the oil composition and antibacterial activity. Chemistry and Biodiversity, 9: 1356–1363.

54.Sultana, B., Anwar, F. and Przybylski, R. 2007. Antioxidant activity of phenolic components present in barks of Azadirachta indica, Terminalia arjuna, Acacia nilotica, and Eugenia jambolana Lam. trees. Food Chemistry, 104(3): 1106-1114.

55.Tan, E.S., Abdullah, A. and Maskat, M.Y. 2013. November. Effect of drying methods on total antioxidant capacity of bitter gourd (Momordica charantia) fruit. In American Institute of Physics Conference Proceedings, 1571(1): 710-716.

56.Venskutonis, P.R. 1997. Effect of drying on the volatile constituents of thyme (Thymus vulgaris L.) and sage (Salvia officinalis L.). Food chemistry, 59(2): 219-227.

57.Wijeratne, S.S., Abou-Zaid, M.M. and Shahidi, F. 2006. Antioxidant polyphenols in almond and its coproducts. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 54(2): 312-318.

58.Xiong, J., Zhang, L., Fu, G., Yang, Y., Zhu, C. and Tao, L. 2012. Drought-induced proline accumulation is uninvolved with increased nitric oxide, which alleviates drought stress by decreasing transpiration in rice. Journal of plant research, 125(1): 155-164.

59.Yin, H., Fretté, X.C., Christensen, L.P. and Grevsen, K. 2011. Chitosan oligosaccharides promote the content of polyphenols in Greek oregano (Origanum vulgare ssp. hirtum). Journal of agricultural and food chemistry, 60(1): 136-143.

60.Zhishen, J., Mengcheng, T. and Jianming, W. 1999. The determination of flavonoid contents in mulberry and their scavenging effects on superoxide radicals. Food chemistry, 64(4):555-559.



Eco-phytochemical Journal of Medicinal Plants, 7th Year, Volume Three, Autumn 2019

 

 

 

Evaluation of the Effect of Different Drying Methods on Antioxidant and Phytochemical Activity of Essential oil of Origanum vulgare L. subsp. gracile

 

Rahimi, A.1, Farrokhi, E.2*

1Assistant Professor, Dept. of Agronomy, Faculty of Agriculture, Urmia University, Urmia, Iran

2M.Sc. student, Dept. of Soil Science, Faculty of Agriculture, Urmia University, Urmia, Iran

 

Received: 2019-2-16   ;    Accepted:  2019-8-24

 

Abstract

Drying is the most common way to preserve medicinal and aromatic plants and protect their biochemical compounds. The aim of the present study was to investigate the effect of different drying methods on the antioxidant and phytochemical activity of essential oil of aerial parts of Origanum vulgare L. subsp. gracile in 50 percentage of the flowering stage. This study was conducted in a randomized complete block design with four treatments in three replications at Research Farm of faculty of Agriculture, Urmia University (1365 m above sea level) during 2016. The aerial parts of the plant were dried using four types of drying methods, including room temperature (20-23 °C), open air (direct sunlight), free air (shade) and oven temperature (40°C). The obtained essential oils by hydro-distillation  method were analyzed by GC and GC/MS. Total phenol, total flavonoid, antioxidant activity (DPPH), superoxide radical scavenging activity, and nitric oxide radical scavenging activity were measured by Folin–Ciocalteu reagent (FCR), aluminum chloride, 2, 2-diphenyl-1-picrylhydrazyl, Tris-HCl buffer, and Griess Illosvoy reaction respectively. Based on the results, there was significant difference among different drying methods. The highest amount of essential oil, total phenol content, total flavonoid, DPPH radical scavenging activity, and superoxide radical scavenging activity were observed in shade drying method. However, carvacrol and thymol as the main constituents of essential oil had the highest amount of drying in open air under direct sunlight. After carvacrol and thymol, compounds obtained in a shad-drying method including β-mersin, α-terpinene, γ-trypinene and M-simol had the highest amounts. We concluded that essential oil composition and antioxidant activity of oregano were greatly affected by the drying method and among the different methods of drying, shade drying was the best for the oregano plant to preserve its chemical composition.

 

Keywords: Antioxidant, Carvacrol, Drying, Essential oil, Origanum vulgare L. subsp. gracile [2]

 

 



*نویسنده مسئول:  elhamfarrokhy.ef@gmail.com

*Corresponding author; elhamfarrokhy.ef@gmail.com


References

1.Abdellatif, F., Boudjella, H., Zitouni, A. and Hassani, A. 2014. Chemical composition and antimicrobial activity of the essential oil from leaves of Algerian (Melissa officinalis L.). Experimental and Clinical Sciences Journal, 13:764-772.

2.Arasimowicz, M. and Floryszak-Wieczorek, J. 2007. Nitric oxide as a bioactive signaling molecule in plant stress responses. Plant Science, 172(5): 876-887.

3.Ahmadi, F., Kadivar, M. and Shahedi, M. 2007. Antioxidant activity of Kelussia odoratissima Mozaff. in model and food systems. Food chemistry, 105(1): 57-64.

4.Arslan, D. and Özcan, M.M. 2008. Evaluation of drying methods with respect to drying kinetics, mineral content and colour characteristics of rosemary leaves. Energy Conversion and Management, 49(5):1258-1264.

5.Asekun, O.T., Grierson, D.S. and Afolayan, A.J. 2007. Effects of drying methods on the quality and quantity of the essential oil of Mentha longifolia L. subsp. Capensis.  Food Chemistry, 101(3): 995-998.

6.Amin, Z.A., Abdulla, M.A., Ali, H.M., Alshawsh, M.A. and Qadir, S.W. 2012. Assessment of in vitro antioxidant, antibacterial and immune activation potentials of aqueous and ethanol extracts of Phyllanthus niruri. Journal of the Science of Food and Agriculture, 92(9):1874-1877.

7.Anwar, F., Kalsoom, U., Sultana, B., Mushtaq, M., Mehmood, T. and Arshad, H.A. 2013. Effect of drying method and extraction solvent on the total phenolics and antioxidant activity of cauliflower (Brassica oleracea L.) extracts. International Food Research Journal, 20(2): 653-659.

8.Awah, F.M. 2010. Antioxidant activity, nitric oxide scavenging activity and phenolic contents of Ocimum gratissimum leaf extract. Journal of Medicinal Plants Research, 4(23): 2479-2487.

9.Azimzadeh, Z., Hassani, A. and Esmaiili, M. 2015. Effect of different drying methods on the essential oil content and composition of Anise hyssop (Agastache foeniculum [Pursh] Kuntze). Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants, 31(5):789-800.

10.Azizi, M.A., Rahmati, M., Ebadi, T. and Hasanzadeh Khayyat, M. 2009. The effects of different drying methods on weight loss rate, essential oil and chamazolene contents of chamomile (Matricaria recutita) flowers. Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants, 25(2):182-92.

11.Basta, A., Tzakou, O. and Couladis, M. 2005. Composition of the leaves essential oil of Melissa officinalis sl from Greece. Flavour and fragrance journal, 20(6):642-644.

 12.Bernard, D., Asare, I.K., Ofosu, D.O., Daniel, G.A., Elom, S.A. and Sandra, A. 2014. The effect of different drying methods on the phytochemicals and radical scavenging activity of Ceylon Cinnamon (Cinnamomum zeylanicum) plant parts. European Journal of Medicinal Plants, 4(11):1324-1335.

13.Brand-Williams, W., Cuvelier, M.E. and Berset, C.L.W.T. 1995. Use of a free radical method to evaluate antioxidant activity. LWT-Food science and Technology, 28(1):25-30.

14.Burits, M. and Bucar, F. 2000. Antioxidant activity of Nigella sativa essential oil. Phytotherapy research, 14(5):323-328.

15.Caliskan, T., Maral, H., Prieto, L.M.V.G., Kafkas, E. and Kirici, S. 2017. The influence of different drying methods on essential oil content and composition of peppermint (Mentha piperita L.) in cukurova conditions. indian journal of pharmaceutical education and research, 51(3): 518-521.

16.Chan, E.W.C., Lim, Y.Y., Wong, S.K., Lim, K.K, Tan, S.P., Lianto, F.S., Martinov, M., Oztekin, S. and Muller, J. 2007. Medicinal and Aromatic Crops. CRC Press, United States of America. 320 p.

17.Chong, K.L. and Lim, Y.Y. 2012. Effects of drying on the antioxidant properties of herbal tea from selected Vitex species, Journal of Food Quality, 35(1): 51-59.

18.Ebadi, M.T., Rahmati, M., Azizi, M., Khayyat, M.H. and Dadkhah, A. 2013. The effects of different drying methods on drying time, essential oil content and composition of basil (Ocimum basilicum L.). Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants, 29(2): 425- 437.

19.Fathi, E. and Sefidkon, F. 2012. Influence of drying and extraction methods on yield and chemical composition of the essential oil of Eucalyptus sargentii. Journal of Agricultural Science and Technology, 14(5): 1035-1042.

20.Hashemi, M., Ehsani, A., Aminzare, M. and Hassanzadazar, H. 2016. Antioxidant and antifungal activities of essential oils of origanum vulgare ssp. Gracile flowers and leaves from Iran. Journal of food quality and hazards control, 3(4): 134-140.

21.Hassanpouraghdam, M.B., Hassani, A., Vojodi, L. and Farsad-Akhtar, N. 2010. Drying method affects essential oil content and composition of basil (Ocimum basilicum L.). Journal of Essential Oil Bearing Plants, 13(6): 759-766.

22.Henriques, F., Guiné, R. and João Barroca, M. 2012. Chemical properties of pumpkin dried by different methods. Hrvatski časopis za prehrambenu tehnologiju, biotehnologiju inutricionizam, 7(1-2): 98-105.

23.Hossain, M.B., Barry-Ryan, C., Martin-Diana, A.B. and Brunton, N.P. 2010. Effect of drying method on the antioxidant capacity of six Lamiaceae herbs. Food Chemistry, 123(1): 85-91.

24.Howes, R.M. 2006. The free radical fantasy. Annals of the New York Academy of Sciences, 1067(1):22-26.

25.Jennifer Ragi, M.D., Amy Pappert, M.D. and Babar Rao, M.D. 2011. Oregano extracts ointment for wound healing: a randomized, double-blind, petrolatum-controlled study evaluating efficacy. Journal of Drugs in Dermatology, 10(10): 1168-1172.

26.Jiao, Z., Liu, J. and Wang, S. 2005. Antioxidant activities of total pigment extract from blackberries. Food Technology and Biotechnology, 43(1): 97-102.

27.Karawya, M., E-Wakeil, F., Hifnawy, M., Ismail, F. and Khalifa, M. 1980. Study  of  certain  factors affecting  yield  and  composition  of  herbs  parsley essential  oil  (effect  of  stage  of  growth,  successive cutting, time of day of harvesting, method of drying, storage    of    herb    oil).    Egyptian Journal of Pharmaceutical Sciences, 21(1-2): 69-75.

28.Kayhani, A., Sefidkon, F. and Monfared, A. 2014. The effect of drying and distillation methods on essential oil content and composition of Satureja sahendica Bornm. Iranian Journal of medicinal and aromatic plants,  30(2):239-249

29.Khalid, K.A., Hu, W. and Cai, W. 2008. The effects of harvesting and different drying methods on the essential oil composition of lemon balm (Melissa officinalis L.). Journal of Essential Oil Bearing Plants, 11(4):342-349.

30.Khorshidi, J., Mohammadi, R., Fakhr Tabatabaei, M. and Nourbakhash, H. 2009. Influence of drying methods, extraction time, and organ type on essential oil content of Rosemary. Nature and Science, 7(11):42-44.

31.Khorramdel, S., Shabahang, J. and Asadi, G.A. 2013. Effect of drying methods on drying time, essential oil quantitative and qualitative of some of medicinal plants. Eco- phytochemical Journal of Medical Plants, 1(1): 36-48.

32.Kilic, O. and Ozdemir, F.A. 2016. Variability of essential oil composition of Origanum vulgare L. subsp. gracile Populations from Turkey. Journal of Essential Oil Bearing Plants, 19(8): 2083-2090.

33.Ling, T.Y. and Zhao, X.Y. 1995. The improved pyrogallol method by using terminating agent for superoxide dismutase measurement. Progress Biochemistry Biophysics, 22: 84-86.

34.Martinov, M., Oztekin, S. and Müller, J. 2007. Drying medicinal and aromatic crops: harvesting, drying, and processing. Haworth Food & Agricultural Products Press, Binghamton. 320p.

35.Mirahmadi, S.F., Norouzi, R. and Ghorbani Nohooji, M. 2017. The Influence of drying treatments on the essential oil content and composition of Melissa officinalis L. compared with the fresh sample. Journal of Medicinal Plants, 16(61): 68-78.

36.Moradi, M., Hassani, A., Sefidkon, F. and Maroofi, H. 2015. Chemical composition of leaves and flowers essential oil of Origanum vulgare ssp. gracile growing wild in Iran. Journal of Essential Oil Bearing Plants, 18(1): 242-247.

37.Morshedloo, M.R., Craker, L.E., Salami, A., Nazeri, V., Sang, H. and Maggi, F. 2017. Effect of prolonged water stress on essential oil content, compositions and gene expression patterns of mono-and sesquiterpene synthesis in two oregano (Origanum vulgare L.) subspecies. Plant physiology and biochemistry, 111: 119-128.

38.Morshedloo, M.R., Mumivand, H., Craker, L.E. and Maggi, F. 2018. Chemical composition and antioxidant activity of essential oils in Origanum vulgare subsp. gracile at different phenological stages and plant parts. Journal of Food Processing and Preservation, 42(2):1-8.

39.Moulodi, F., Alidade Khaledabad, M., Mahmoudi, R. and Rezazad Bari, M. 2018. Chemical composition, antimicrobial and antioxidant Properties of essential oil of Origanum vulgar ssp. Gracile. Journal of Babol University of Medical Sciences, 20(10): 36-44.

40.Mozafarian, V. 2012. Identification of medicinal and aromatic plants of Iran. Tehran, Iran: Farhang Moaser Press.1444p.

41.Novak, I., Zambori-Nemeth, E., Horvath, H., Seregély, Z. and Kaffka, K. 2003. Study of essential oil components in different Origanum species by GC and sensory analysis. Acta Alimentaria, 32(2):141-150.

42.Okoh, O.O., Sadimenko, A.P., Asekun, O.T. and Afolayan, A.J. 2008. The effects of drying on the chemical components of essential oils of Calendula officinalis L. African Journal of Biotechnology, 7(10): 1500-1502.

43.Oki, T., Masuda, M., Kobayashi, M., Nishiba, Y., Furuta, S., Suda, I. and Sato, T. 2002. Polymeric procyanidins as radical-scavenging components in red-hulled rice. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 50(26): 7524-7529.

44.Olatunya, A.M. and Akintayo, E.T. 2017. Evaluation  of  the  effect  of  drying  on  the  chemical composition  and  antioxidant activity of the essential oil of peels from three species of citrus group. International Food Research Journal, 24(5): 1991-1997.

45.Omidbaigi, R. 2005. Production and processing of medicinal plants. Publications Astan Quds Razavi, Mashhad, 438p

46.Ozcan, M., Arslan, D. and Ünver, A. 2005. Effect of drying methods on the mineral content of basil (Ocimum basilicum L.). Journal of Food Engineering, 69(3): 375-379.

47.Parul, R., Kundu, S.K. and Saha, P. 2013. In vitro nitric oxide scavenging activity of methanol extracts of three Bangladeshi medicinal plants. The pharma innovation Journal, 1(12): 83-88.

48.Rabeta, M.S. and Lai, S.Y. 2013. Effects of drying, fermented and unfermented tea of Ocimum tenuiflorum Linn. On the antioxidant capacity. International Food Research Journal, 20(4):1601-1608.

49.Revathi, D. and Rajeswari, M. 2015. In vitro evaluation of nitric oxide scavenging activity of Guettarda speciosa Linn. International Journal Science Research, 4(9): 962-965.

50.Robak, J. and Gryglewski, R.J. 1988. Flavonoids are scavengers of superoxide anions. Biochemical pharmacology, 37(5): 837-841.

51.Shahbazi, R., Davoodi, H. and Esmaeili, S. 2013. The anticancer effects of flavonoids: involvement of P13K/ Akt signaling pathway. Iranian Journal of Nutrition Sciences & Food Technology, 7(4): 1-10.

52.Shaukat Yari, Q. and Jamei, R. 2015. Correlation between antioxidant activity and phenolic content in two species of horseradish (Leontice armeniaca and L. leontopetalum). Iranian Journal of Plant Biology, 6(22): 1-14.

53.Sozmen, F., Uysal, B.K., Ose, E.O.,  Aktaş O., Cinbilgel, I. and  Oksal, B.S. 2012. Extraction of the essential oil from endemic Origanum bilgeri PH Davis with two different methods: comparison of the oil composition and antibacterial activity. Chemistry and Biodiversity, 9: 1356–1363.

54.Sultana, B., Anwar, F. and Przybylski, R. 2007. Antioxidant activity of phenolic components present in barks of Azadirachta indica, Terminalia arjuna, Acacia nilotica, and Eugenia jambolana Lam. trees. Food Chemistry, 104(3): 1106-1114.

55.Tan, E.S., Abdullah, A. and Maskat, M.Y. 2013. November. Effect of drying methods on total antioxidant capacity of bitter gourd (Momordica charantia) fruit. In American Institute of Physics Conference Proceedings, 1571(1): 710-716.

56.Venskutonis, P.R. 1997. Effect of drying on the volatile constituents of thyme (Thymus vulgaris L.) and sage (Salvia officinalis L.). Food chemistry, 59(2): 219-227.

57.Wijeratne, S.S., Abou-Zaid, M.M. and Shahidi, F. 2006. Antioxidant polyphenols in almond and its coproducts. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 54(2): 312-318.

58.Xiong, J., Zhang, L., Fu, G., Yang, Y., Zhu, C. and Tao, L. 2012. Drought-induced proline accumulation is uninvolved with increased nitric oxide, which alleviates drought stress by decreasing transpiration in rice. Journal of plant research, 125(1): 155-164.

59.Yin, H., Fretté, X.C., Christensen, L.P. and Grevsen, K. 2011. Chitosan oligosaccharides promote the content of polyphenols in Greek oregano (Origanum vulgare ssp. hirtum). Journal of agricultural and food chemistry, 60(1): 136-143.

60.Zhishen, J., Mengcheng, T. and Jianming, W. 1999. The determination of flavonoid contents in mulberry and their scavenging effects on superoxide radicals. Food chemistry, 64(4):555-559.