بررسی ترکیبات شیمیایی، خصوصیات ضد باکتریایی و آنتی اکسیدانی اسانس درمنه Artemisia Khorasanica در منطقه خراسان شمالی

نوآوری در علوم و فناوری غذایی

مقاله 4، دوره 11، شماره 1 - شماره پیاپی 39، فروردین 1398، صفحه 37-55   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.30495/jfst.2019.541222

نویسندگان

مریم سردرودیان^* ؛ اکرم آریان فر

باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد قوچان، دانشگاه آزاد اسلامی، قوچان، ایران

چکیده

به دلیل عوارض ناخواسته آنتیاکسیدانها و آنتیمیکروبهای مصنوعی، این پژوهش فعالیت آنتیاکسیدانی و برخی خواص آنتیباکتریایی اسانس اندام هوایی گیاه درمنه با نام علمیArtemisia Khorasanica را مورد بررسی قرار میدهد. در این مطالعه، فعالیت آنتیاکسیدانی اسانس با آزمون‌های مهار رادیکال آزاد به کمک روش ((DPPH، و آزمون گیرندگی آهن ((FRAP بررسی و با آنتیاکسیدان سنتزی بوتیل هیدروکسی تولوئن (BHT) مقایسه شد. اندازهگیری محتوای فنل کل اسانس با استفاده از معرف فولین سیو-کالچیو و اندازهگیری محتوای فلاوونوئید کل اسانس بر اساس روش کلریمتری آلومینیوم کلراید انجام شد. در این پژوهش، اثر ضدمیکروبی اسانس گونه مورد نظر بر علیه 4 باکتری با استفاده از روش چاهک، دیسک دیفیوژن و براث میکرودیلوشن انجام شد. نتایج نشان داد که اسانس درمنه 26 ترکیب در اسانس خود دارد که در مجموع 97/35 درصد کل اسانس را تشکیل میدهند که از بین آنها 4 ترکیب بیش از 70/51 درصد اسانس را تشکیل می‌داد که به ترتیب سیس-وربونل (26/74 درصد)، 1و8-سینئول (20/05 درصد)، کامفور (15/06 درصد) و کریسانتینل استات (56/8 درصد) است. میزان کل ترکیبات فنلی معادل 27/106 میلی‌گرم گالیک اسید بر گرم اسانس و همچنین میزان فلاوونوئید موجود در اسانس 1/56 میلی‌گرم کوئرستین بر گرم اسانس بود. در آزمون DPPH، میزان IC50 برای اسانس و BHT به ترتیب برابر با: 4/9 و 0/3 میلی‌گرم بر میلیلیتر بدست آمد. همچنین توانایی احیاکنندگی اسانس و BHT، به ترتیب برابر با: 36/77 و 32/28 میکرومول بر لیتر گزارش گردید. نتایج آزمایشات ضدباکتریایی نشان داد که حساسیت باکتریهای گرم مثبت نسبت به اسانس بیشتر از باکتریهای گرم منفی بود. حداقل غلظت مهارکننده ی رشد اسانس درمنه بر روی استافیلوکوکوس اورئوس 0/781 میلی گرم بر میلیلیتر و حداقل غلظت کشندهی آن ها 6/25 میلی‌گرم بر میلیلیتر بود. اسانس درمنه منبع قابل ملاحظهای از ترکیبات آنتیباکتریال و آنتیاکسیدانی است و احتمالاً میتوان از آن در فرآوردههای غذایی، دارویی و صنعتی استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها

"آنتی اکسیدان"؛ "اسانس"؛ "درمنه"؛ "سیس-وربونل"؛ "1و 8 سینئول"

مراجع

 

1. سفیدکن، ف.، احمدی، ل.، میرزا، م. ۱۳۷۶. بررسی ترکیبات شیمیایی موجود در اسانس ترخون Artemisia dracunculus پژوهش و سازندگی شماره ۳۴: ۱۵- 17.
2. جلیلی، ع.، ربیعی، م.، سفیدکن، ف. 1382. بررسی ترکیبات شیمیایی اسانس 4 گونه Artemisia در شمال ایران. پژوهش و سازندگی در منابع طبیعی. 61: 57-63.
3. شافعی، م.، شریفان، ا.، آقازاده، م. 1390. شناسایی ترکیبات شیمیایی اسانس کاکوتی و بررسی اثر ضد میکروبی آن بر روی مخمر کلویورومایسس مارکسیانوس. علوم غذایی و تغذیه، 9 (1): 101-108.
4. مظفریان، و. 1375. فرهنگ نام­های گیاهان ایران، انتشارات فرهنگ معاصر، تهران، 750.
5. معظمی، ن. 1368. کلکسیون قارچ­ها و باکتری­های صنعتی وعفونی ایران. چاپ سوم، سازمان پژوهش­های علمی صنعتی ایران، تهران.
6. وندیوسفی، ج.، نصیراحمدی، ا.، و جاسبی، ا. ر. 1374. فعالیت بیولوژیکی اسانس گیاه Artemisia hausskenechtii، پژوهش و سازندگی، 29: 28-30.
   1. Afolayan, A.J. and Sunmonu, T.O. 2011. Artemisia afra Jacq. Amelirates Oxidative Stress in the pancreas of steptozocininduced diabetic wistar rats. Biosci Biotechnol Biochem, 75(11): 2083-6.
   2. Ahmadi, L. and Mirza, M. 2001. Chemical composition of essential oils from two Iranian species of Artemisia. J Essent Oil Res, 13:30.
   3. Anonymus. 1988. Culture Media Handbook. Darmstadt: Federal Republic of Germany, 123, 124, 137
   4. Baron. J.E. and Finegold, S.M. 1990. Bailey and Scotts Diagonostic Microbiology. 8^th ed. Toronto: The C.V. Mosby Company.172-184, 238-282.
   5. Benzie, I.F.F. and Strain, J.J. 1999. Ferric reducing/antioxidant power assay: direct measure of total antioxidant activity of biological fluids
7.  and modified version for simultaneous of total antioxidant power and ascorbic acid concentration. Methods Enzymology. 299: 15-27.Baykan Erel, S., Reznicek, G., Gokhan Senol, S., et al. 2012. Antimicrobial and antioxidant properties of Artemisia L. Species from western Anatolia. Turk J Biol, 36:75-84.
8. Baumann, J., Wurn, G. and Bruchlausen, F.V. 1979. Prostaglandin synthetase inhibiting O-2 radical scavenging properties of some flavonoids and related phenolic compounds, Arch Pharmacol, 307, 1-77.
9. Burt, S. 2004. Essential oils: Their antibacterial properties and potential applications in foods: A review. International Journal of Food Microbiology .94(3): 223-253.
10. Cosentino, S., Tuberoso, C. I. G., Pisano, B., Satta, M., Mascia, V., Arzedi, E. and Palmas, F. 1999.        In-vitro antimicrobial activity and chemical composition of Sardinian Thymus essential oils. Letters in Applied Microbiology, 29: 130–135.
11. Celiktas, O.Y., Hames Kocabas, E.E., Bedir, E., et al. 2007. Antimicrobial activities of methanol extracts and essential oil of Rosmarinus officinalis depending on location and seasonal variations. Food Chem, 100:553-9.
12. Cha, J., Jeong, M., Jeong, S., Moon, S., Kim, J., Kil, B. and Song, Y. 2005. Chemical composition and antimicroboial activity of the essential oils of Artemisia scoparia and A. capillaries. Planta Med, 71: 186 – 90.
13. Chang, C., Yang, M., Wen, H. and Chern, J. 2002. Estimation of total flavonoid content in propolis by two complementary colorimetric methods. Journal of Food and Drug Analysis, 10: 178-182.
14. Daneshmandi, S., Soleimani, N., Sattari, M. and Pourfathollah, A.A. 2010. Evaluation of the drug synergistic and antibacterial effects of cuminumcyminum essential oil, Arak Medical University Journal (AMUJ), 13(2):78-82.
15. Dar, J.S., Rauf Tak, I., A Ganai, B., Dawood, M. 2014. Phytochemical studies on the extract and essential oils of Artemisia dracunculus L. (Tarragon). Afr J Plant Sci, 8(1): 72-75.
16. Duffy, C. f. and Power, R.F, 2001, Antioxidant and antimicrobial properties of some Chinese plant extracts, Internat. J. Antimicro. Age, 17, 527-529.
17. Dinani, N.J., Asgary, A., Madani, H., Naderi, G. and Mahzoni, P., 2010. Hypo cholesterolemic and antiatherosclerotic effect of Artemisia aucheriin hyper cholesterolemic rabbits. Pakistan Journal of Pharmaceutical Sciences, 23(3): 321-325.
18. Deepa, N., Kaura, Ch., Georgea, B., Singhb, B. and Kapoor, H. C. 2007. Antioxidant constituents in some sweet pepper (Capsicum annuum L.) genotyps during maturity. LWT Food Science and Technology 40: 121-129.   
19. Farzaneh, M., Ahmadzadeh, M., Hadian, J. and Tehrani, A.S. 2005. Chemical composition and antifungal activity of the essential oils of three species of Artemisia on some soil borne phytopathogens. Commun Agricul Appl Biol Sci, 71(3):1327-1333.
20. Gordanian, B., Behbahani, M., Carapetian, J. and Fazilatim, M. 2013. Evaluation of Cytotoxicity of Sagebrush Plain Extract on Human Breast Cancer MCF7 Cells. Armaghane Danesh, 18(3): 241-251 (Persian).
21. Hamad, I., Erol-Dayi, O., Pekmez, M., Onay- Ucar, E. and Arda, N. 2010. Antioxidant and Cytotoxic Activities of Aphanes arvensis Extracts. Plant Food for Human Nutrition, 65, 44-49.
22. Hakimi Maybodi, M.H., Afkhami Aghdaee M. and Mijalili, B.F. 2003. An investigation into biological activities of Artemisia Persia’s essential oil. Pajoohesh and Sazandegi,
23. Hayouni, E. A. Abedrabba, M., Bouix, M. and Hamdi, M. 2007. The effects of solvents and extraction method on the phenolic contents and biological activities in vitro of Tunisian Quercus coccifera L. and Juniperus phoenicea L. fruit extracts, 105: 1126- 1134.
24. Hadian, J., Ramak-Masoumi, T.,  Farzaneh, M.,  Mirjalili, Samad, M.H., Nejad-Ebrahimi, S. and Ghorbani, M. 2007. Chemical Compositions of Essential Oil of Artemisia khorasanica Podl. and its Antifungal Activity on Soil-Born Phytopathogens. Journal of Essential Oil Bearing Plants, 10 (1): 53-59.
25. Heywood, V.H., Harborn, J.B. and Turner, B.L. 1997. The biology and chemistry of the composited. Academic Press, London, 868.
26. Huang, Y.P. and Ling, Y.R. 1996. In D.J.N. Hind and H.J. Beentje (eds.), Compositae: Systematics, proceedings of the International Compositae Conference, Royal Botanic Gardens,  Kew,  36: 431-451.
27. Kazemi, M., Dakhili, M., Dadkhah, A., et al. 2011 b. Composition, antimicrobial and antioxidant activitiea of the essential oil of Artemisia Kermanensis Podl. An endemic species from Iran. J Med Plants Res, 5(18): 4481-6.
28. Kazemi, M., Shafizade, S. and Larijani, K. 2011 a. Comparison of essential oils composition of stem, leaf and flower from Artemisia deserti Kracsh. J Appl Chem Res, 18:29-34.
29. Kazemi, M., Dakhili, M., Dadkhah, A., Yasrebifar, Z. and Larijani, K. 2011 b. Composition, antimicrobial and antioxidant activities of the essential oil of Artemisia kermanensis Podl., an endemic species from Iran. J Med Plants Res, 5(18): 4481-6.
30. Khalaji, S., Zaghari, M., Hatami, K., Hedari-Dastjerdi, S., Lotfi, L. and Nazarian, H. 2011. Black cumin seeds, Artemisia leaves (Artemisia sieberi), and Camellia L. plant extract as phytogenic products in broiler diets and their effects on performance, blood constituents, immunity, and cecal microbial population. Poult Sci, 90(11): 2500-10.
31. Kim, J.M., Marshall, M.R., Cornell, J.A., J.F., P.R and WEI, C.I. 1995. Antibacterial activity of carvacrol, citral and geraniol against Salmonella typhimurium in culture medium and fish cubes. J Food Sci, 60(6):1364-1368.
32. Khanahmadi, M., Rezazadeh, Sh., Shahrezaei, F. and Taran, M. 2009. Study on Chemical Composition of Essential oil and anti-oxidant and anti-microbial Properties of Artemisia haussknechtii. Journal of Medicinal Plans, 8 (31): 132-141.
33. Laciar, A., Vacaruiz, M.L., Carrizoflores, R., et al. 2009. Antibacterial and antioxidant activities of the essential oil of Artemisia Echegarayi Hieron. (Asteraceae). Rev Argent Microbiol, 41:226-31.
34. Lloyd, D.R. and Phillips, D.H. 1999. Oxidative  DNA damage mediated by copper (II), iron (II) and nickel (II) fenton reactions: evidence for site-specific mechanisms in the formation of double-strand breaks, 8-hydroxydeoxyguanosine and putative intrastrand cross-links. Mutat Res, 424(1-2): 23-36.
35. Mardafkan, N., Iranmanesh, M., Larijani, K., Mahasti, P., Nazari, F. and Zojaji, M. 2015. Chemical components and antibacterial activities of essential oils obtained from iranian local Lavandula officinalis and Thymus vulgaris against pathogenic bacteria Isolated from human. Journal of Food Biosciences and Technology, 1: 31-36.
36. Mazandarani, M. and Khormali, A. 2015. Autecology, ethnopharmacology, total phenol and flavonoids and  antioxidant activity of Ditrichia graveolens (L.) Greuter. In different extraction from Bandargaz region. Ecophytochemical Journal. 6 (2):69-78.
37. Mahmoudi, M., Ebrahimzadeh, M.A., Ansaroudi, F., Nabavi, S.F. and Nabavi, S.M. 2009. Antidepressant and antioxidant activities of Artemisia absinthium L. at flowering stage. Afr J Biotech. 8 (24): 7170-5.
38. Msaada, K., Salem, N., Bachrouch, O., Bousselmi, S., Tammar, S., Alfaify, A., et al. 2015. Chemical composition and antioxidant and antimicrobial activities of wormwood (Artemisia absinthium L.) Essential oils and phenolics. Journal of Chemistry, 1-12.
39. Mikkonen, T.P., Määttä, K.R., Hukkanen, A.T., Kokko, H.I., Törrönen, A.R, Kärenlampi, S.O., et al. 2001. Flavonol content varies among black currant cultivars. J Agric Food Chem, 49 (7): 3274-7.Marino, M., Bersani, C. and Comi, G. 2001. Impedance measurements to study the antimicrobial activity of essential oils from lamiaceace and compositae. International Journal of Food Microbiology, 67, 187–195.
40. Mo Ku, K. and Juvik John, A. 2013. Environmental Stress and Methyl Jasmonate-mediated Changes in Flavonoid Concentrations and Antioxidant Activity in Broccoli Florets and Kale Leaf Tissues. Hortscience. 48(8):996–1002.
41. Naeini, A., Khosravi. A., Chitsaz. M., Shokri, H. and Kamlnejad, M. 2009. Anti- Candida albicans activity of some Iranian plants used in traditional medicine. Journal mycologic medicale, 19:168-172.
42. Nematollahi, F., Rustaiyan, A., Larijani, K., Nadimi, M. and Masoudi, S., 2006. Essential oil composition of Artemisia biennis Willd. and Publicaria undulate (L.) C.A. Mey., two Compositae herbs growing wild in Iran. Journal of Essential Oil Research, 18: 101-105
43. Orav, A., Raalb, A., Arakb, E., Müüriseppa, M. and Kailasa, T. 2006. Composition of the essential oil of Artemisia absinthium L. of different geographical origin. Proc. Estonian Acad. Sci. Chem, 55, 3, 155–165.
44. Oussalah, M., Caillet, S. and Lacroix, M. 2006. Mechanism of action of Spanish oregano, Chinese cinnamon, and savory oils against cell membrane and walls of Escherichia coli O157:H7 and Listeria monocytogenes. Journal of Food Protection, 69(5), 1046-1055.
45. Pandey, B.P., Thapa, R., Upreti, A. 2017. Chemical composition, antioxidant and antibacterial activities of essential oil and methanol extract of Artemisia vulgaris and Gaultheria fragrantissima collected from Nepal. Asian Pacific Journal of Tropical Medicine, 10(10): 952–959.
46. Pokorny, J. 2007. Are natural antioxidants better and safer than synthetic antioxidant components? European Journal of Lipid Science and Technology, 109, 629-642.
47. Poiată, A., Tuchiluş, C., Ivănescu, B., Ionescu, A. and Lazăr, M.I. 2009. Antibacterial activity of some Artemisia species extract. Rev Med Chir Soc Med Nat Iasi, 113(3): 911-4.
48. Prabhakaran, J. and Maharaj, S. 2013. Allelopathic potential of Cissus quadrangularis L. on growth of floral millet (Pennesetum typhoides ST. and HUB). International Journal of Research in Biological Sciences, 3 (1): 18-21.
49. Rather, M. A., Dar, B.A., Shah, W.A., Prabhakar, A., Bindu, K., Banday, J.A., Qurishi, M.A. 2017. Comprehensive GC–FID, GC–MS and FT-IR spectroscopic analysis of the volatile aroma constituents of Artemisia indica and Artemisia vestita essential oils. Arabian Journal of Chemistry, 10, S3798–S3803.
50. Rashid, S., Rather, M.A., Shah, W.A. and Bhat, B.A. 2013. Chemical composition, antimicrobial, cytotoxic and antioxidant activities of the essential oil of Artemisia indica Willd. Food Chem, 138 (1):693-700.
51. Rasooli, I., Gachkar, L., Yadegarinia, D., Rezaei, M.B., Taghizadeh, M., Fakour, M., et al. 2008. Relation of antioxidative property and free radical scavenging capacity to the antimicrobial characteristics of essential oils from Mentha spicata L. and Chenopodium ambrosioides L. Iran J Med Aromatic Plants, 23(4):492-503.
52. Ramezania, M., Fazli-Bazzaza, B.S., Saghafi- Khademb, F., Dabaghiana, A. 2004. Antimicrobial activity of four Artemisia species of Iran. Fitoterapia, 75: 201- 3.
53. Sereshti, H. and Samadi, S. 2007. Comparison of hydrodistillation-headspace liquid phase microextraction techniques with hydrodistillation in determination of essential oils in Artemisia Haussknechtii Boiss. JSUT, 33 (2): 7-17.
54. Saeidnia, S., Yassa, N., Rezaeipoor, R. and Shafiee, A. 2004. Comparative investigation of the essential oils ofAchilleatalagonica Boiss. and A. millefolium, chemical composition and immunological studies. Journal of Essential Oil Research, 16 (3):262-265.
55. Singal, P.K., Khaper, N., Palace, V. and Kumar, D. 1998. The role of oxidative stress in the genesis of heart disease. Cardiovasc Res, 40(3): 426-32.
56. Soares, A.A., Souza, C.G.M., Daniel, F.M., Ferrari, G.P., Costa, S.M.G. and Peralta, R.M. 2009. Antioxidant activity and total phenolic content of Agaricus brasiliensis (Agaricus blazei Murr.il) in two stages of maturity. Food Chemistry, 112, 775-781.
57. Skandamis, P., Koutsoumanis, K., Fasseas, K. and  Nychas, G.J.E. 2001. Inhibition of oregano essential oil and EDTA on Escherichia coli O157:H7. Italian Journal of Food Science, 13(1): 65–75.
58. Soltani Nezhad, Sh., Mokhtari Sataeei, T. and Soltani Nezhad, M. 2010. Evaluation of antibacterial activity of eucalyptus leaf extract against Staphylococcus aureus, Escherichia coli and Streptococcus pyogenes in vitro, Journal of Islamic Azad University of Microbial Biotechnology, 4: 21-28.
59. Sahin, F., Güllüce, M., Daferera, D., Sökmen, A., Sökmen, M., Polissiou, M., et al. 2004. Biological activities of the essential oils and methanol extract of Origanum vulgare ssp. vulgare in the Eastern Anatolia region of Turkey. Food Control, 15: 549-57.
60. Thippeswamy, N.B. and Naidu, K.A. 2005. Antioxidant potency of cumin varieties-cumin, black cumin and bitter cumin-on antioxidant systems. Eur Food Res Technol, 220: 472-6.
61. Tsai, T.H., Chien, Y.C., Lee. C.W. and Tsai, P.J. 2008. In vitro antimicrobial activities against cariogenic streptococci and their antioxidant capacities: A comparative study of green tea versus different herbs. Food Chem, 110(4): 859-64.
63.