طبقه بندی مواد موثر گیاهان
تقسیم بندی مواد موثر گیاهان که امروزه مورد تایید است، بهصورت چهار گروه اصلی آلکالوئیدها1، گلیکوزیدها2، روغنهای فرار3 و سایر مواد موثر میباشد. منظور از سایر مواد موثر، ترکیباتی چون: مواد تلخ4، فلاوُنها5، فلاوُنوئیدها6، موسیلاژها7 (و کربوهیدراتهای خاص مشابه آن)، ویتامینها8، تاننها9، اسید سیلیسیک10 (و اسیدهای خاص مشابه آن) و بالاخره ترکیبهای دیگر که به دلیل ناهماهنگی و گستردگی ساختمانهای شیمیایی، در سه گروه قبلی جای نمیگیرند.
آلکالوئیدها
آلکالوئیدها ترکیبهای قلیایی هستند که در ساختمان خود یک یا چند اتم نیتروژن دارند و معمولا نیتروژنها در ناجور حلقهها وجود دارند.
گلیکوزیدها
گلیکوزیدها (همچون آلکالوئیدها) گروه بزرگی از مواد موثر ارزشمند را تشکیل میدهند که در عین حال در میان آنها برخی از خطرناکترین و سمی ترین مواد موجود در طبیعت یافت میگردد. این مواد در گروه زیادی از گیاهان گلدار وجود دارند. گلیکوزیدها در مسیرهای مختلف متابولیکی به شکلهای گوناگونی ساخته میشوند. این مواد پس از هیدرولیز (توسط اسیدها، برخی آنزیمها وغیره) به ترکیبات قندی (گلیکون) و غیر قندی (آگلیکون) تبدیل می شوند. ترکیبات اخیر (آگلیکونها) مصارف فراوانی در داروسازی دارند.
اسانس ها
اسانسها از نظر ترکیب شیمیایی همگن نیستند، بلکه بهصورت ترکیبات مختلفی مشاهده میشوند ولی، بهطور کلی از گروه شیمیایی موسوم به ترپنها هستند و یا منشا ترپنی دارند. باتوجه به اهمیت و ارزش این دسته از متابولیتها از نظر دارویی و کاربرد فراوان در صنعت عطر سازی توضیحات مفصلی در خصوص این دسته از ترکیبات در ادامه آمده است (قسمت 1-7).
مواد تلخ
این مواد به لحاظ داشتن مزه تلخ، به مواد تلخ معروف هستند. این مواد باعث ترشح شیرههای گوارشی موجود در معده میگردند. همچنین بر سیستم اعصاب چشایی موجود در دهان تاثیر میگذارند. از مواد تلخ، نه تنها به عنوان موادی اشتهاآور میتوان استفاده نمود، بلکه باعث هضم سریع غذا و تسریع در فعالیتهای متابولیکی میگردند.
مواد تلخ به سه دسته مهم تقسیم میشوند، که عبارتند از:
الف) مواد تلخ خالص: این دسته از مواد تلخ، موادی خالص هستند و هیچ ترکیب اضافی دیگری (مثلاً اسانس) به همراه ندارند. از این دسته، میتوان از مواد تلخ موجود در گیاهانی چون گل گندم، ژنتیانا و چند گیاه دیگر نام برد11.
ب) مواد تلخ معطر: این دسته از مواد علاوه بر مواد تلخ، اسانس نیز به همراه دارند. این نوع مواد در گیاهانی چون سنبل ختایی، درمنه، اکسیر ترکی و امثال آن یافت میشوند12.
ج) مواد تلخ گس: این دسته از مواد حاوی ترکیبهای تند و گس بوده و به سختی قابل خوردن میباشند. از گیاهانی که دارای این نوع مواد تلخ میباشند، میتوان برخی گیاهان مناطق گرمسیری نظیر فلفل، زنجبیل و چند گیاه دیگر را نام برد .
فلاون ها و فلاونوئیدها
این دسته از مواد از نظر شیمیایی متعلق به خانواده فنل ها می باشند که در طبیعت به صورت گلیکوزیدی و یا غیر گلیکوزیدی یافت میشوند. باتوجه به اهمیت و گسترش این دسته از متابولیتها از نظر دارویی و بیولوژیکی، توضیحات مفصلی در خصوص این دسته از ترکیبات در ادامه آمده است (قسمت 1-5)
موسیلاژها
موسیلاژها، کربوهیدراتهایی با ساختمان شیمیایی بسیار پیچیده و با وزن ملکولی زیاد میباشند. این مواد در الکلها غیر محلول میباشند. موسیلاژها در آب حل میشوند و پس از جذب آب متورم و حجیم میگردند. از گیاهانی که حاوی ترکیبات موسیلاژی میباشند و در صنایع دارویی از اهمیت خاصی برخوردارند، می توان از آلته آ (ختمی13)، سینوم، ستراریا نام برد.
مهمترین خواص دارویی موسیلاژها، خاصیت ضد سوزش آنهاست. بهطوری که موسیلاژ لایه محافظ ظریفی بر روی غشای مخاطی معده تولید میکند و مانع اثر عوامل سوزشآور برسطح مذکور میشود. از این رو، این مواد برای مداوای زخمهای موجود در دستگاه گوارش و عفونتهای مخاط گلو و حلق مورد استفاده قرار میگیرند.
از خاصیت جذب آب موسیلاژها، برای کاهش آب موجود در لوله گوارش (در اسهالهای مزمن، به عنوان قابض) استفاده میکنند. همچنین از موسیلاژها میتوان در مواضع بیرونی و برای مداوای برخی بیماریهای پوستی استفاده نمود (15].
ساپونین ها
ساپونینها، گلیکوزیدهایی با وزن ملکولی زیاد هستند. مهمترین خواص فیزیکی این مواد این است که بهصورت محلول در آب، تولید کف میکنند. از این رو ساپونینها، خاصیت پاک کنندگی دارند. این مواد، وقتی وارد گردش خون میشوند، باعث همولیز گلبولهای قرمز خون میگردند، از این رو بهتر است مصرف آنها به عنوان یک ماده نسبتاً سمی تحت نظر قرار گیرد. البته، خوردن این مواد چندان زیانآور نیست، بلکه مدر و ملین و خلطآور نیز هست و حتی میتوان از آنها به عنوان ماده ضد سرفه استفاده نمود. همچنین از این مواد در تهیه محلولهای غرغره نیز استفاده میکنند (15].
تانن ها
این ترکیبها عموماً دارای خاصیت سخت کنندگی و توانایی پیوستگی به پروتئینها و رسوب آنها را دارند . تاننها، بهویژه از پوست درختان بلوط14 و ریشهها و ریزوم برخی گیاهان تیره گل سرخ15 قابل استخراج هستند. این دسته از متابولیت های گیاهی اهمیت خاصی در صنعت دارویی دارند به همین جهت توضیحات مفصلی در خصوص دسته از مواد در قسمت 1- 6 آمده است.
ویتامین ها
اهمیت ویتامینها برای ادامه حیات برکسی پوشیده نیست و فعالیتهای متابولیکی بدون وجود ویتامینها امکان پذیر نخواهد بود. در میان گیاهان دارویی، گیاهان کمی (ساقه و برگ جعفری16، میوه نسترن17، میوه گیاه سنجد تلخ ) یافت میشوند که به مقدار کافی حاوی انواع ویتامینهای مورد نیاز بدن انسان باشند. ویتامینها تحت تاثیر حرارتهای بالا تجزیه می شوند و خاصیت خود را از دست میدهند (15]. به لحاظ اهمیت زیاد متابولیت های ثانویه گیاهی در اینجا به بررسی اجمالی از ویژگی های چهار دسته مهم از این ترکیبات پرداخته میشود.
معرفی تفصیلی آلکالوئیدها
تعریف آلکالوئیدها
کلمه آلکالوئید از ریشه یونانی alkali به معنی ترکیب هایی که ظاهر قلیایی دارند، گرفته شده است. ریشه alkali از al-qualja عربی به معنی خاکستر گیاهی و مترادف با اصطلاح انگلیسی potash می باشد(16].تعریف دقیق آلکالوئیدها تا حدی مشکل است زیرا مرز مشخصی میان آلکالوئیدها و آمینهای پیچیده طبیعی وجود ندارد. با وجود این میتوان گفت آلکالوئیدها ترکیبهای قلیایی هستند که در ساختمان خود یک یا چند اتم نیتروژن دارند و معمولا نیتروژنها در ناجور حلقهها وجود دارند (19].
آلکالوئیدها معمولا منشا گیاهی دارند ولی در ترشح غدد بعضی از حیوانات مانند سوسمار وهزارپا نیز آلکالوئیدهای Salamander و Quinazolones یافت میشود. برخی از ترکیباتی که درحیوانات یافت میشوند در ساختمان شیمیایی خود دارای ازت میباشند، که آلکالوئیدهای حیوانی نامیده میشوند مانند هیستامین، نورادرنالین (17].
آلکالوئیدهای واقعی به صورت ترکیبهایی تعریف میشوند که بطور اساسی ازچهار فاکتور برخوردارهستند :1) در ساختار خود حاوی اتم نیتروژن باشند. 2) دارای خاصیت بازی باشند. 3) موثر باشند یعنی پس از ورود به بدن سبب ایجاد تغییرشوند
ترکیبهای نیتروژن داری از گیاهان که مشخصات گفته شده را نداشته باشندشبه آلکالوئیدگویند.
پراکندگی آلکالوئیدها در گیاهان
آلکالوئیدها حدودا در 15 درصد گیاهان متعلق به بیش از 150 خانواده، یافت میشوند(18]. آنها در جنسها و تیرههای خاصی از گیاهان توزیع بیشتری دارند. بطور کلی آلکالوئیدها بیشتر در گیاهان آلی یافت میشوند، اما تعدادی از آنها در گیاهان بدون گل نیز یافت شدهاند، از آن جمله بعضی قارچ ها و نهانزادان آوندی میتوان نام برد که حاوی آلکالوئید میباشند. از قارچ ها میتوان ارگوت و انواع استروپتومیسسها را نام برد که آلکالوئیدهای آنتی بیوتیکی را تولید میکنند. از نهان زادان آوندی میتوان دم اسبیان و پنجهگرگیان را نام برد. ازگیاهان گلدار که بیشتر حاوی آلکالوئید می باشند، میتوان دو لپهای ها و تک لپهای ها را ذکر کرد. در میان دو لپهای ها نخود، خشخاش، آلاله، روناس، سیب زمینی و زرشک نسبت به دیگر خانوادههای این دسته از درصد آلکالوئید بالاتری برخوردار هستند ولی نعنائیان و گل سرخ فاقد آلکالوئید میباشند. در کل میزان الکال.ئیدها در دولپه ای ها خیلی بیشتر از تک لپهای ها میباشد. در میان تک لپهای ها تاکساسه، لیلاسه نسبت به بقه از درصد بالاتری برخوردار هستند.
نقش آلکالوئیدها در گیاهان
ویژگی ذاتی آلکالوئیدها و اثرات فارماکولوژیک مشخص آنها دانشمندان را به تآمل در نقش آنها در گیاهان وا داشته است و نظریه های زیر را در مورد آنها بیان کرده اند:
1) در امر حفاظت گیاه نقش مهمی را ایفا میکنند. از آنجایی که دارای فعالیت ضد قارچی هستند، نقش دفاع در برار آفات و حملات قارچی را برعهده دارند. این اثر بخصوص در آپورین آلکالوئیدها دیده میشود.
2) گاهی آلکالوئیدها محصولات نهایی واکنشهای سم زدایی و مهار تولید ترکیبهایی که برای گیاه مضر است، میباشد. دانشمندان معتقداند این ترکیبات شبیه مواد زاید ازت دار حیوانات مثل اوره و اسیداوریک میباشد.
3) منبع ذخیره نیتروژن محسوب میشود. البته این قانون کلی نمیباشد چون دیده شده است که آلکالوئیدهای ذخیره شده در مواقع فقر ازت در گیاه نیز تجزیه و وارد متابولیسم گیاه نخواهند شد.
4) تعداد زیادی از ترکیبهای آلکالوئیدی اثرات علف کشی و حشره کشی دارند. از آنجا که آلکالوئیدها دارای مزه تلخ و اغلب سمی میباشند، گیاهان حاوی آلکالوئید نسبت به بعضی از انگلها و حشرات مصون میباشند.
مکان بیوسنتز و ذخیره آلکالوئیدها در گیاهان
درگیاهان آلی تشکیل آلکالوئیدها از بافتی به بافت دیگر، بطور قابل توجهی متفاوت است. معمولا آلکالوئیدها در بافتهای فعال گیاه مانند بافتهای اپیدرمی، هیپودرمی و مجاری لاتکس تجمع مییابند (21]. پژوهشگران بررسی های مختلفی برای یافتن محل بیوسنتز آلکالوئیدها انجام داده اند و بدین منظور ریشههای تاتوره و شابیزک را به گیاهان تیره سیب زمینی فاقد آلکالوئید نظیر گوجه فرنگی پیوند زده اند و مشاهده کرده اند که هیوسیامین در برگهای گوجهفرنگی تجمع یافته است. بنابراین ریشه گیاه را محل تولید هیوسیامین معرفی کردهاند. از این رو در تیره سیب زمینی ترپان آلکالوئیدها در ریشه سنتز شده و مقدار زیادی از آنها به اندامهای هوایی گیاه منتقل میشود که گاهی در جریان انتقال نیز دچار تغییرات شیمیایی میگردد(22].
پژوهشها نشان دادهاند که آلکالوئیدها در واکوئل بافت های مختلف متمرکز میشوند، بنابراین در سلولهای بسیار جوانی که هنوز واکوئل ندارند، وجود ندارد (23].
ونویت و بلوم در سال1991 گزارش دادند که شکل خنثی تمام آلکالوئیدها، قابلیت نفوذ از غشاء های زیستی را دارند و انتقال آلکالوئیدها به واکوئل ها بصورت انتشار آزاد بوده و تجمع آنها در واکوئلها بدلیل وجود تلهای یونی صورت میگیرد. از سوی دیگر تجمع بیشتر بوسیله مراحل وابسته به انرژی و یا اتصال با سایر ترکیبهای واکوئلی رخ میدهد.
آلکالوئیدها را میتوان در اندامهای مختلف گیاه جستجو کرد(17]. از جمله:
-دانه (گردوی قی آور، سورنجان، لوبیای کالابار، فندق هندی).
– میوه (فلفل سیاه، شوکران).
– برگ (بنگ دانه، شابیزک، تاتوره).
– ریشه (اقونیطون، شابیزک).
– پوست (گنه گنه، انار).
– ساقه (کاکنج).
– جوانه های گل دار (بنگ دانه).
– کپسول (گیاهان تیره خشخاش).
ویژگی های فیزیکی و شیمیایی آلکالوئیدها
آلکالوئیدها معمولا بیبو، بیرنگ، غیر قابل تبخیر و تلخ میباشند. اکثر آلکالوئیدها و نمکهای آنها در حالت خالص بصورت کریستالهای جامد هستند ولی بعضی بصورت مایعهای روغنی شکل میباشند مانند نیکوتین، ارکولین و پیلوکارپین و بندرت هم بصورت بی شکل میباشند مانند امتین. شکل نمکهای آلکالوئیدی بصورت کریستال میباشد که در تشخیص آنها بوسیله میکروسکوپ موثر میباشد (82].بطور کلی آلکالوئیدها در گیاهان بشکل آزاد، نمک یا -N اکسید وجود دارند. اکثر آلکالوئیدها علاوه بر کربن، هیدروژن و نیتروژن دارای اکسیژن نیز میباشند. تعداد کمی از آلکالوئیدها فاقد اکسیژن بوده و دارای بوی مشخصی نیز میباشند مانند نیکوتین.
اتم نیتروژن در آلکالوئیدها ممکن است بصورت نوع اول (NH2R)، نوع دوم NHR2))، نوع سوم (NR3) و یا نوع چهارم(N+R4) باشند. این ترکیبات بدلیل داشتن نیتروژن حاوی جفت الکترون آزاد، خاصیت بازی دارند و قدرت بازی آنها به ساختمان مولکولی و موقعیت سایر گروههای عاملی بستگی دارد. حلالیت آلکالوئیدها و نمک های آنها پایه و اساس روشهای جداسازی آنها از گیاهان و ترکیبهای غیر آلکالوئیدی محسوب میشوند. آلکالوئیدهای آزاد در آب دارای حلالیت بسیارکمی هستند اما در حلالهای آلی مثل اتر و کلروفرمبخوبی حل میشوند. املاح مختلف آلکالوئیدها بر خلاف خود آنها در آب محلول بوده و در حلالهای آلی بسیار کم محلول هستند.
حساسیت آلکالوئیدها به حرارت و نور متفاوت میباشد. برای نمونه استریکنین در مقابل حرارت و محیط قلیایی مقاوم میباشد در حالی که ارگوتامین در این شرایط تجزیه میشود. تجزیه شدن آلکالوئیدها در حالت محلول در حلال خیلی سریعتر ار حالتی است که به حالت جامد باشد30)).
طبقه بندی آلکالوئیدها
آلکالوئیدها را بر اساس معیارهای متفاوت، دسته بندی میکنند مانند:
براساس مسیربیوسنتز
براساس ساختار شیمیایی
بر اساس اسید آمینه ای که آلکالوئیدها از آن مشتق میشوند
بر اساس اثرات بیولوژیکی
بر اساس اینکه ازت آنها داخل حلقه ناجور حلقه یا روی قسمت خطی قرار گرفته باشد
در این مبحث طبقه بندی آلکالوئیدها بر اساس نوع ساختمان حلقه آنها مورد بررسی قرار گرفته شده است. این گروهها عبارتند از:
1) آلکالوئیدهای گروه پیریدین و پی پیریدین
2) آلکالوئیدهای گروه پیرول و پیرولیدین
3) آلکالوئیدهای گروه تروپان
4) آلکالوئیدهای گروه ایندول
5) آلکالوئیدهای گروه ایمیدازول
6) آلکالوئیدهای گروه کینولیزیدین و پیرولیزیدین
7) آلکالوئیدهای گروه کینولین
8) آلکالوئیدهای گروه ایزوکینولین
9) آلکالوئیدهای گروه استروئیدی
10) آلکالوئیدهای گروه پورین
11) آلکالوئیدهای گروه آمین (آلکالوئید آمین ها)
معرفی تفصیلی فلاونوئیدها
مقدمه
اصطلاح فلاونوئید اولین باردرسال1952 وتوسط گیسمن و هیناینربکاربرده شد ]31). فلاونوئیدها، بزرگترین گروه فنل های طبیعی هستند فلاونوئیدها اولین بار به عنوان رنگدانه های گیاهی شناسایی شدند و در واقع مشتقات فنیل بنزوپیرون یا فنیل کرومون می باشند. بعضی از فلاونوئیدها از حیوانات بدست آمده اند.اینطور بنظر می رسد که فلاونوئیدهای موجود در حیوانات ناشی از غذای گیاهی آن ها است تا اینکه در بدن انها ساخته شده باشد مانند غدد مترشحه پوست سگ آبی و یا ترشحات زنبور و بال پروانه ها ]32[. از برخی ترکیبهای متعلق به فلاونوئیدها میتوان از کومارینها و آنتوسیانینها نام برد. آنتوسیانینها بانی رنگ آبی و قرمز تعدادی از گلها میباشند. مهمترین مشتقات فلاونها معمولاً به رنگ زرد میباشد. فلاونها در گیاهان خانوادههای کاسنی، پروانه آسا، سداب و برخی خانوادههای دیگر یافت میشوند [15). این رنگدانههای زرد به طور وسیعی، در میان گیاهان عالی توزیع شدهاند. تا به حال بیش از 4000 ترکیب از دسته فلاونوئیدها از گیاهان مختلف استخراج و شناسایی شده است. فلاونوئیدها در میوهها، سبزیجات، دانه، ساقه، هسته و گلها یافت میشوند. فلاونوئیدها محلول در آب میباشند و در اثر مجاورت با مواد قلیایی یا آمونیاک تغییر رنگ میدهند. دارای پیوند دوگانه مزدوج با حلقه عطری بوده، از این رو دارای نوارهای جذبی قوی در طیف ماورای بنفش و نور مرئی میباشند.
خصوصیات فیزیکی و شیمیایی فلاونوئیدها
قسمت غیر قندی فلاونوئید هاساختمان پلی فنلی داشته بنابراین به مقدار خیلی کم اسیدی بوده پس در باز ها حل می شوند (36) و به دلیل داشتن گروههای هیدروکسیل استخلاف نشده، ترکیباتی نسبتا قطبی هستند و بطور معمول در حلال های قطبی مانند متانول ،بوتانول، آب و غیره .حل میشوند. وجود گروه قندی درفلاونوئیدها منجربه افزایش حلالیت فلاونوئیدها در آب می شود. ترکیب هر کدام از حلال ها با آب، حلال بهتری برای گلیکوزیدها را می سازد. فلاونوئیدها، مواد جامدبلوری شکل و برحسب نوع خود، کم و بیش زرد رنگ هستندکه در مجاورت باهوا رنگ تندتری به خود می گیرندو می توان از طریق استریفیکا سیون دوباره رسوب داد و رنگ آنها را از بین برد.
آثار و نقش فلاونوئید ها در گیاهان
نقش فلاونوئیدهادرگیاهان به عنوان، مهارکننده آنزیم ها، کنترل فتوسنتز، تنفس، اندام زایی و متابولیسم هورمون های رشد وهمچنین محافظت گیاه در مقابل اشعه ماورای بنفش حائزاهمیت است. نقش ویژه فلاونوئیدهادر گیاهان در ایجاد رنگ وتثبیت نیتروژن در گیاهان است. آثار سلامت فلاونوئیدها بیشتر در نتیجه خصوصیات آنتی اکسیدانی و توانایی کلاته کنندگی آنهاست. مطالعات زیادی انجام شده است تا موثر بودن فلاونوئیدها به عنوان عوامل ضدقارچی، ضد باکتریایی، ضدویروسی، ضد التهاب، آنتی اکسیدانتی و غیره . را به اثبات رساند. فلاونوئیدها با ایجاد رنگ های جذاب سبب جذب حشرات و کمک به گرده افشانی گیاهان میشوندودر بررسی روابط بین گونه ای و همچنین درون گونه ای حائز اهمیت هستند [40).
طبقه بندی فلاونوئید ها
فلاونوئیدهارابراساس معیارهای زیردسته بندی مینمایند.
– بر اساس ساختار مولکولی
– بر اساس اینکه به مولکول های گلیکوزیدی متصل هستند یا خیر
– فلاونوئیدها (براساس نحوه اتصال به مولکول های گلیکوزیدی)
– فلاونوئیدها (براساس نحوه اتصال به مولکول های گلیکوزیدی)
فلاونوئیدهای -Oگلیکوزیده
در این دسته، یک یا بیشتر از یک گروه هیدروکسیل فلاونوئید به یک قند متصل شده است یا قند بوسیله یک پیوند همی استال به فلاونوئید متصل است.در اثر گلیکوزیله شدن فعالیت فلاونوئید ها کاهش و به حلالیت آنها در آب افزوده می شود [35-38). مهمترین قندی که در ساختمان این دسته از ترکیبات وجود دارد گلوکز می باشد.اگر چه گالاکتوز، رامنوز، گزیلوز، آرابینوز نیز در ساختمان آنها مشاهده می شود.این دسته از فلاونوئیدها قابلیت هیدرولیز شدن را دارند.گروههای هیدروکسیل در هر موقعیتی از هسته فلاونوئیدها ممکن است گلیکوزیله شوند اما در موقعیت های بخصوصی بیشتر گلیکوزیله میشوندمثل هیدروکسیل 7 درفلاون ها، ایزوفلاون ها[42).
فلاونوئیدهای – C گلیکوزیده
دراین دسته از فلاونوئیدها، قند ها بطور مستقیم با کربن هسته فلاونوئیدی اتصال دارد که باعث می شود این پیوند به هیدرولیز مقاوم باشدیعنی این فلاونوئیدهابه هیدرولیزشدن مقاوم هستند. برای ایجاد اتصالات کربنی فقط موقعیت های 6 و 8 در هسته فلاونوئید این امادگی را دارد. فراوانی فلاونوئیدهای- C گلیکوزیده نسبت به فراوانی فلاونوئیدهای – O گلیکوزیده کمتر است. ایزوفلاون ها، فلاوانون ها، فلاونول ها گهگاهی بصورت – C گلیکوزیده دیده می شوند[32).
فلاونوئیدها (بر اساس ساختار مولکولی)
– آنتوسیانین ها
– چالکون ها و دی هیدروچالکون ها
– اورون ها
– کاته شین ها و پروآنتوسیانیدین ها
– فلاون ها
– فلاونول ها
– ایزوفلاون ها
– فلاوانون ها وفلاوانونون ها
آنتوسیانین ها (Anthocynins)
این ترکیبات رنگدانه های قرمز، ارغوانی و آبی موجود در گلبرگهای گلهای گیاهان مختلف می باشندو ممکن است تا%30 وزن خشک گلبرگها رانیز تشکیل بدهد. آنتوسیانین ها برخلاف فلاونوئیدهای دیگر همیشه بصورت گلیکوزیدی در گیاهان وجود دارندپس نسبت به دیگر فلاونوئیدها در آب بیشتر محلول می باشندو با قلیایی کردن محلول، این مواد بی رنگ میشوند. واکوئل های سلول های گیاهی محل ذخیره آنتوسیانینها است.این مواد در pH معمولی بشکل کاتیونیک وجود دارند .این مواد بشکل کینوئید سریعا در هوا اکسید میشوندبنابراین بهتر است در محلولهای کمی اسیدی تهیه و نگهداری شوند. انتوسیانین ها در گیاهان عالی یافت می شوند در حالی که در کپکها وجود ندارند.
برای استخراج آنتوسیانینها، بایدگیاه رابه کمک حلالهای حاوی اسیدکلریدریک باروش خیساندن عصارهگیری نمود. درهنگام کارباعصاره بایدازحرارت دوری نمودزیراآنتوسیانینهانسبت به حرارت حساس هستند.
آنتوسیانین ها در محلول های قلیایی یا خنثی بی ثبات بوده و رنگ آنها در مجاورت با نور بتدریج از بین میرود از این رو استخراج آنتوسیانین ها باید به کمک حلال های حاوی اسیکلریدریک مثلا متانول دارای %1 اسیدکلریدریک انجام پذیرد و عصاره بدست آمده در محل تاریک و سردنگهداری شود. در این موارد باید از حرارت زیاد اجتناب کردچون آنتوسیانین ها در اثر حرارت تجزیه میشوند [35).
کاربردآنتوسیانین ها
مهمترین استفاده صنعتی آنتوسییانین ها بعنوان رنگ طبیعی در صنایع غذایی است که جایگزین رنگ های مصنوعی شده است و برای از بین بردن ناپایداری آنها در مقابل نور و تغییرات PH در محلول ها بکار می رود.این دسته ازترکیبات همچنین بعنوان کاهش دهنده نفوذ پذیری و شکنندگی عروق و خاصیت ضد التهابی و غیره . در پزشکی کاربرد دارد.آنتوسیانین ها باعث مهار رشد لارو حشرات از طریق تداخل در جذب مواد غذایی مورد نیاز آنها از گیاهان می شود.
استخراج و جداسازی فلاونوئیدها
گیاهان تازه برای استخراج فلاونوئیدهابهترمیباشند. اگرچه نمونه های خشک شده که به خوبی نگهداری شده اند نیزمفید میباشد. اکثراین مواد بخصوص اگر به شکل گلیکوزیدی باشنددرآب محلول هستندپس این مواددرعصاره آبی وارد میشوند. به علاوه آنهایی که درآب محلول نیستندبه اندازه کافی پلاروقطبی هستندکه بتوان آنهارابامتانول یا اتانول یااستون، عصاره گیری نمودولذااین حلالها اکثرابرای استخراج فلاونوئیدهابکارمیروند. برای جداسازی این موادازسایرموادی که دارای پلاریته بیشتری بوده ودرعصاره آبی وجوددارند (مانندکربوهیدراتهاو آمینواسیدها)میتوان ازحلال های غیرقابل اختلاط با آّب استفاده نمود. الکل بوتیلیک نوع دوم، پلارترین الکلی است که باآب مخلوط نمیشود. اگرعصارههای آبی رابانمک طعام یاسولفات منیزیم اشباع نمایند، این حلال رامیتوان برای استخراج این موادبکاربرد.
یک روش استخراج کلی فلاونوئیدهابه این صورت است که ابتداپودرگیاه خشک راباحلال متانول:آب به نسبت (1:9) وسپس با متانول:آب (1:1) به روش خیساندن عصارهگیری میشود وپس ازجداسازی حلال به روش تبخیردر فشارکاهش یافته، برای جداسازی موادباقطبیت کم (چربی ها، ترپن ها وکلروفیل)ازهگزان یاکلروفرم استفاده میشود. دراین حالت عصاره آبی حاوی فلاونوئیداست.
روش دیگر استخراج آگلیکونهای فلاونوئیدی به این صورت است که مقداری ازبافت گیاه رادر اسیدکلریدریک 2 نرمال خیس نموده میشود وبه مدت 30-40 دقیقه دردمای oC 110 حرارت داده میشود. سپس عصاره سردشده راپس ازصاف نمودن بااتیل استات استخراج مینمایند. دراین حالت عصاره اتیل استات حاوی فلاونوئیداست.عصاره آبی رامقداری حرارت داده تاباقیمانده اتیل استات خارج شودوبعدباالکل آمیلیک استخراج مینمایند. در این حالت آگلیکون آنتوسیانین هاوردفازآمیل الکل میشود. حلالیت ترکیبات -Cگلیکوزیدی دراتیل استات مانندفلاون آگلیکونها نبوده وممکن است در محلول آبی پس ازعمل هیدرولیزباقی بماند. ازاین رواگرنسبت به وجوداین موادمشکوک باشیم بایدآنها رابه وسیله افزودن سولفات آمونیوم وارد فازاتیل استات شده ویا این که محلول آبی رابه وسیله آمیل الکل استخراج میشود [36-37).
روش دیگراستفاده ازمعرف های رسوب دهنده برای رسوب دادن این مواد میباشد. اکثرمحققین استات سرب قلیایی ویا خنثی رابرای استخراج این موادبه کار میبرند. دراین روش فلاونوئید راباافزودن اسیدسولفوریک رقیق یاهیدروژن سولفوره ازاستات سرب آزاد وسرب رابه صورت سولفات یا سولفیدسرب رسوب میدهند. ازمعرف های دیگررسوب دهنده می توان اسیدپیکریک، استات پتاسیم و هیدروکسید باریم و پیریدین رانام برد. البته برای هیچ کسی کارایی انواع روش های کروماتوگرافی پوشیده نیست. دراین جاازبرخی روش های دستی جداسازی صحبت شد.
روش های شناسایی فلاونوئیدها
روش های مختلفی برای شناسایی فلاونوئیدهادرمطالعات استفاده می شودازجمله آزمایش های رنگی، روش های کروماتوگرافی (کروماتوگرافی کاغذی، کروماتوگرافی ستونی، کروماتوگرافی لایه نازک و سایر روش ها ازقبیل HPLCT,HPTLC) واسپکتروسکوپیUV-Vis.
معمولاواکنشهای رنگی وخواص انحلالی فلاونوئیدهاجهت شناسایی وتفکیک گروههای مختلف رنگدانه های فلاونوئیدی مورد استفاده میکنند. درصورت عدم موادرنگی مزاحم میتوان وجودفلاونوئیدهارادرنسوخ بی رنگ گیاه مانند گلبرگ های سفیددر حضورآمونیاک به اثبات رساند. در این آزمایش ایجادرنگ زرد دلیل وجوداین مواددرنسج مورد آزمایش میشود.
واکنش های رنگی با قلیایی نمودن محلول آبی فلاونوئیدها نیز میتوان مشاهده نمود. در این آزمایش آنتوسیانین ها رنگ ارغوانی مایل به آبی، فلاونونها رنگ قرمز مایل به نارنجی، چالکونها و اورونها رنگ قرمز و فلاونونها رنگ نارنجی مایل به قهوهای تولید میکنند.
یکی از معرفهای عمومی برای شناسایی مواد فنولیک، کلرفریک میباشد. اما این معرف برای شناسایی فلاونوئیدها چندان با ارزش نیست. یکی از روشهای متداول برای شناسایی فلاونوئیدها آزمایش سیانیدین است. در این آزمایش منیزیم به محلول آب و الکل این رنگدانه ها در محیط اسیدکلریدریک غلیظ افزوده میشود. احیاء فلاونوئیدها در حضور منیزیم و اسیدکلریدریک غلیظ تولید رنگ نارنجی با فلاونها، رنگ قرمز آلبالویی با فلاونولها و رنگ قرمز مایل به بنفش با فلاونونها میکند. در این واکنش چالکونها و اورونها بلافاصله بعد از افزودن اسید، تولید رنگ قرمز میکند ولی سایر فلاونوئیدها به آهستگی رنگشان به حداکثر قرمزی می رسد. فلاونها نسبت به فلاونولها تولید رنگ کمتری میکنند.
کروماتوگرافی کاغذی یک روش عمومی و مفید برای شناسایی فلاونوئیدها می باشد. شناسایی اولیه عصاره گیاهی برای وجود این ترکیبات در گیاه به وسیله کروماتوگرافی کاغذی انجام می شود. محلول های مختلفی برای شویش استفاده می شود مانند BAW (نرمال بوتانل، استیک اسید، آب) با نسبت (4:1:5) و TBA (ترشیوبوتیل الکل، استیک اسید، آب) با نسبت (3:1:1).فلاونوئیدهای جداشده روی کاغذ در حضور یا عدم حضور آمونیاک رنگ خای مختلفی را در نور UV نشان می دهند.
معرفی تفصیلی تانن ها
مقدمه
دسته وسیعی از پلیفنولهای طبیعی استفاده هستند. قبایل ما قبل تاریخ از تانن برای نگهداری پوست حیوانات استفاده میکردند. در طبیعت، تاننها بطور گسترده و در اکثر خانوادههای گیاهی از جمله شاه بلوط، سماق و گل سرخ دیده میشود.
تاننها اغلب در میوههای نارس وجود دارند ولی طی رشد و رسیدن میوهها به تدریج ناپدید میشوند و از اینروچنین تصور می شود که گیاهان انرژی لازم را از اکسایش تاننها بدست میآورند و همچنین منبع اسیدهای گیاهی نیز از تاننها میباشد.
نقش تانن ها در گیاهان
بطورکلی وظیفه تاننها در متابولیسم گیاهان تا اندازهای فرضی است ولی تاننها دردوره مشخصی از رشدگیاهان، دارای عمل محافظت کننده بوده و سرانجام از بین میروند. این ترکیبات بدلیل رسوب پروتئین سبب ایجاد اثر مهار روی بسیاری از آنزیم ها می شود و ممکن است در اندام هایی مانند پوست و مغز چوب نقش محافظتی داشته باشد. رابطه افزایش مقدار تانن ها در گیاهان با بیماری گیاهان اثبات شده است. تانن ها محصول متابولیسم ثانویه پلی فنولیک ها در گیاهان عالی هستند این ترکیبات در گیاهان پست مانند جلبک ها دیده نشده اند. تانن ها اغلب در میوه های نارس وجود دارند ولی طی رشد و رسیدن میوه ها بتدریج نا پدید می شوند از اینرو تصور می شودگیاهان انرژی لازم برای رشد را از اکسایش تانن ها بدست می اورند.بیشتر تانن ها در سلول های مرده یا در حال مرگ وجود دارند.
ماهیت شیمیایی تانن ها
تاننها، ترکیبات شیمیایی غیر قابل تبلور هستند که با اب تولید محلول کلوئیدی می نمایند. تانن ها در آب، بازهای رقیق، الکل، گلیسرول و استن حل میشود ولی در سایر حلال ها به مقدار اندک حل میشود. باعث رسوب فلزات سنگین، گلیکوزید ها، ژلاتین، پروتئین ها و آلکالوئیدها )بجز مورفین( می شوند. گالوتانن ها و آلاژی تانن ها در حضور نمک آهن رسوب آبی مایل به سیاه تولید می کنددر صورتی که تانن فشرده رسوب سبز مایل به قهوه ای ایجد میکند تانن ها با املاح مس، سرب، قلع و محلول غلیظ آبی پتاسم بی کرومات یا محلول یک درصد کرومیک اسید ایجاد رسوب رنگی می نمایند. تاننها بسته به منبع ایجاد کننده، دارای شیمی متفاوت بوده و وزن مولکولی انها تا 20000 دالتون نیز می رسد.
خواص دارویی تانن ها
تاننها، بدلیل رسوب پروتئین ها بعنوان بند اورنده خون در طب سنتی مطرح است و تجویز خوراکی آنها در حفاظت از سطوح ملتهب دهان و گلو کاربرد دارد. تست های بیولوژیکی، اثرات ضد ویروس و ضد باکتری و مخصوصا ضد تومور تانن ها را اثبات می کنند. تاننها در درمان سوختگی ها به علت ایجاد رسوب با پروتئین های موجود در سطح بافت ها ایجاد لایه نازکی را می نمایند که باعث تولید سلول های جدید در زیر این لایه وبهبود سوختگی می نماید. برای اینکه تانن ها خاصیت دباغی کنندگی داشته باشند اندازه مولکول های پلی فنلی آنها نباید خیلی بزرگ باشد تا بتواند به فضایی بین مولکولی پروتئین ها نفوذ کند از طرفی اگر اندازه مولکول های آنها از حدی کوچکتر باشد نمی توانند در چند نقطه پیوند های ارتباطی بین مولکول های پروتئینی را بوجود اورند. درطب سنتی ازگیاهان حاوی تانن مانند سماق درمعالجه بیماریهای دستگاه گوارش، عوارض پوستی، خونروی ها، اخلاط خونی و سل استفاده می شود [42-45).
کاربرد تانن ها
تاننها درصنایع چرم سازی (بعلت تولید رسوب با پروتئین ها )، صنایع غذایی (بعنوان آنتی اکسیدان، طعم و مزه دهنده)، صنایع رنگرزی (بعلت ایجاد رنگ شدید با یون های فلزی)، صنایع تولید رزین (بعنوان ماده منعقد کننده )، نقش تغذیه ای برای حیوانات گیاه خوارو غیره . کاربرد دارند.
طبقه بندی تانن ها براساس خواص ساختاری
مطالعات نشان میدهد تاننها میتوانند بصورت هیدرولیتیکی به اجزای سازندهشان تبدیل شوند. درصورتی که پیوند بین ساختارپلی فنلی (تانن) وقسمت پلیال از نوع کربن-کربن باشد، هیدرولیز نمیشوند. تنها در صورتی که این پیوند از نوع کربن-اکسیژن باشد قابلیت هیدرولیز در مولکول وجود دارد. به علت تنوع زیاد تاننها سیستم طبقه بندی میتواند بر اساس خواص شیمیایی وساختارآنها شکل بگیرد.
– تاننهای متراکم ( Condensed tannins)
– تاننهای کمپلکس شونده (Complex Tanins)
– تاننهای دروغین ( Pseudotannins)
– تاننهای هیدرولیزشونده (Hydrolysable tannins)
تانن های متراکم ( Condensed tannins)
این دسته از تاننها، پلیمرهایی با واحد مونومری فلاوان-3-ال (کاتچین) هستند که ازطریق پیوند های کربن-کربن تشکیل شده اند به همین جهت دراثرهیدرولیز شکسته نمی شوند ودر تماس با اسیدها و آنزیم ها به ترکیباتی قرمز رنگ و نامحلول بنام فلوبافن ها تبدیل می شوند. معمولا در ساختارشان مولکول های قند را ندارند و بسته به ساختار شیمیایی و درجه پلیمریزه شدن حلالیت های متفاوتی در آب دارند. این نوع تانن ها به رنگدانه های فلاونوئیدی وابسته هستند (نام دیگر تانن های متراکم، پروآنتوسیانیدی است) و به علت وجود مراکزکایرال درساختارفلاوان-3-ال، با تغییر استریوشیمی این مراکز نیز تاننهای متفاوت ایجاد می شود
تانن های کمپلکس شونده (Complex Tanins)
این دسته از تاننها، ازاتصال کلیکوزیدی (کربن-کربن) فلاوان-3-ال (کاتچین) با یک واحد گالوتانن (هسته مرکزی گالیک اسید) یا الاژی تانن (هسته مرکزی هگزاهیدروکسی دی فنیک اسید) تشکیل شده است. اتصال گلیکوزیدی غیر قابل هیدرولیز است ولی اتصالات کربن-اکسیژن موجود در گالوتانن یا آلاژی تانن قابل هیدرولیز شدن است. ساختاراستنوفنین نمونهای ازاین دسته از تانن ها است.
تانن های دروغین ( Pseudotannins)
این نوع تانن ها بدلیل وزن مولکولی کم اگر چه دربرخی شرایط ممکن است با ژلاتین رسوب بدهند ولی به ازمایش پوست گولوبیتر جواب نمی دهند این موضوع بدلیل کوچکی بیش از حد مولکول های آنها می باشد که توانایی ایجاد پیوند بین مولکول های پروتئینی مجاور هم را ندارند مانند کاتشین ها، اسید کلروژنیک، اسید ایپکاکوانیک و اسید گالیک. همچنین، این نوع تانن ها در گیاهانی مانند کات هندی، کات اقاقیا، کاکائو و غیره . وجود دارند.
تانن های هیدرولیزشونده (Hydrolysable tannins)
این دسته از تانن ها در اثر تماس با اسیدها یا بازها، پیوند استری (کربن-اکسیژن) هیدرولیز می شود و شامل الاژی تانن ها (Ellagitanins) و گالوتاننها (Gallotanins) می باشد.
الاژی تانن ها (Ellagitanins)
این گروه از تاننها، بزرگترین دسته تانن های شناخته شده هستند و استرهای حاوی هگزاهیدروکسی دی فنیک اسید و یک پلی ال که معمولا گلوکز و یا کوئنیک اسید است می باشند. در تماس با اسیدها یا بازها، پیوند استری (کربن-اکسیژن) هیدرولیز می شود و هگزا هیدروکسی دی فنیک اسید پس از نوآرایی به الاژیک اسید (نامحلول درآب) تبدیل می شود که این واکنش اساس شناسایی کمی این دسته از تانن ها است. این دسته از تاننها در درختانی مانند اکالیپتوس و در میوه هایی مانند توت فرنگی، تمشک، انگور و هلو و غیره .یافت می شود.
4,6-O-diphenoyl methyl- β-D- glucopyranoside
گالوتانن ها (Gallotanins)
این نوع از تاننها از ساده ترین نوع تانن ها می باشند. محلول تانن های این گروه با نمک اهن(III) رنگ آبی ایجاد می کنند. بیشتر گالوتانن های جداشده از گیاهان شامل پلی ال مشتق شده از D- گلوکز می باشند. منبع اصلی گالوتانن ها، گونه های روس تی فینا و روس تی کوریاریا گیاه سماق می باشد. پیش تر نام تانن های قابل هیدرولیز پیروکالول بود که دلیل آن تبدیل گالیک اسید و ترکیبات مشابه به پیروگالول در طی انجام تقطیر خشک می باشد.
Penta -1,2,3,4,6-O-galloyl-β-D-glucose
استخراج تانن ها
روش استخراج دقیقی برای جداسازی این دسته ازترکیبات طبیعی (مانند بسیاری از ترکیبات دیگر) وجود ندارد. این ترکیبات ممکن است به صورت فنل های آزاد یا گلیکوزیله باشند. به خاطر تعدد گروههای هیدروکسیل، نسبتا قطبی بوده وتمایل به انحلال درالکلهای آبی دارند. ازآنجایی که فنل هااسیدهای ضعیفی محسوب میشوند برای استخراج آنها میتوان از محلولهای قلیایی استفاده کرد که باعث تبدیل آنها به نمک میشود. مشکل ترکیبات فنلی، استعدادپلیمریزاسیون آنها از طریق آنزیم های پلیفنل اکسیداز میباشد. این واکنش درحقیقت مسئول ایجاد رنگ قهوهای دربافت های آسیب دیده گیاه میباشد [33).
اندازه گیری تانن ها
مقدار و نوع تاننهای سنتز شده درگیاهان بسته به نوع گونه گیاهی، نوع بافت گیاه، مراحل رشد گیاه، محیط کشت وشرایط آب و هوایی متفاوت است. با توجه به پیچیدگی های تاننها، روشهای زیادی جهت اندازهگیری آنها ارائه شده است.
روش های رنگ سنجی (Colorimetric)
روش های وزن سنجی (Gravimetric)
روش های رسوب با پروتئین (Protein precipitation)
روش های مخلوط (mixed)
خواص بیولوژیک
خواص آنتی اکسیدانها
رادیکالهای آزاد مولکولهای فعال شدهای هستند که در همه جا حضور دارند آنها بهطور طبیعی در سلولهای زنده تولید شده و محصولات آنها در حضور مولکولها افزایش پیدا میکند و بهعلت فعالیت بالا بر روی اکثر مولکولهای بیولوژیکی اثر میگذارند. رادیکالهای آزاد هم به وسیله پروسههای بیوشیمیایی و در طی متابولیسم طبیعی بدن و هم ممکن است به علت منشا خارجی در بدن موجودات زنده تولید می شوند. بهطور کلی استرسهای اکسیداتیو به دو علت اگزوژن و آندروژن میباشد. گیاهان و حیوانات حاوی سیستم های پیچیدهای از انواع مختلف آنتی اکسیدانها از قبیل گلوتاتیون، ویتامین و همچنین آنزیم ها مانند کاتالاز18، سوپراکسید دیسموتاز1920 و پراکسیدازهای مختلف هستند(48).
تاکنون روشهای زیادی برای اندازهگیری ظرفیت آنتی اکسیدانی نمونههای غذایی، گیاهی و دارویی توسعه یافته است. با اینحال یک روش جهانی که بتواند ظرفیت انتی اکسیدانی تمام نمونهها را به طور دقیق و کمی اندازهگیری کند ارائه نشده است. آنتی اکسیدانها ممکن است با یک یا چند مکانیسم مختلف عمل کنند(51).
بر اساس واکنش های شیمیایی موجود، بیشتر آزمون های تعیین ظرفیت آنتی اکسیدانی را می توان به دو دسته انتقال هیدروژن و یا انتقال الکترون طبقه بندی کرد. این واکنش ها ممکن است به طور موازی با هم در نمونه ها اتفاق بیافتند. مکانیسم و اثر آنتی اکسیدان ها را می توان با انرژی تفکیک باند و پتانسیل یونیزاسیون نیز مشخص کرد.
روش انتقال اتم هیدروژن، ظرفیت آنتی اکسیدان برای فرونشاندن رادیکال آزاد را با دادن هیدروژن مشخص می کند و روش انتقال تک الکترون، توانایی بالقوه آنتی اکسیدانی را برای انتقال الکترون محاسبه می کنند.
از طریق انتقال تک الکترون :
ROO. + AH/ArOH 3/4ROO:- + AH.+/ArOH.+
AH.+/ArOH.+ + H2O 3/4A./ArO. + H3O+
ROO- + H3O+ 3/4ROOH + H2O
از طریق انتقال پروتون :
R. + O2 3/4ROO.
AH/RH=RH+ ROO. 3/4A./RH=R.+ ROOH
تعدادی از روشهای متداول که از آنها برای سنجش ظرفیت آنتی اکسیدانی در گیاهان شامل موارد زیر میباشند :
آزمایش بیرنگ شدن بتا کاروتن در حضور لینولئیک اسید
ظرفیت جذب رادیکال اکسیژن21
پارامتر آنتی اکسیدانی به دام انداختن کل رادیکالها22
سنجش سفید شدن کروسین23
مهار مصرف اکسیژن24
خواص ضد سرطانی
سرطان بیماری ای است که در آن سلول های بدن به طور غیر عادی تقسیم و تکثیر می شوند و بافت های سالم را نابود می کنند. سلول های سرطانی از سازوکارهای عادی تقسیم و رشد سلول ها تبعیت نمی کنند. علت دقیق این پدیده نامشخص است ولی احتمال دارد عوامل ژنتیکی یا عوامل بیرونی هم چون ویروس و مواد سرطان زا موثر باشد. بررسیهای سالهای اخیر در مورد داروهای آنتی سرطان باعث کشف بسیاری از مواد به طور مصنوعی یا طبیعی شده است. به وضوح میتوان گفت که بهترین داروهای آنتیسرطان، از گیاهان به دست آمده و اکثراً شامل موادی با ملکولهای درشت و پیچیده است که سنتز قریب به اتفاق آنها را مشکل میسازد. روشهای بررسی سمیت سلولی پرهزینه است و نیاز به نظم ویژه، تکنیکهای آسپتیک، تجهیزات ویژه، پرسنل تمام وقت و سرم حیوانی دارد. در برابر آنها تست تعیین LC50 با استفاده از لارو آرتمیا سالینا دارای مزایایی قرابتهای آرتمیا سالینا با سلولهای پستانداران، آزمون سریع، ساده، ارزان واستفاده ازمقادیر کم مواد و غیره است(51و52).
معتبرترین آزمونها برای سنجش اثرات سمیت سلولی، آزمون میگو آب شور 25(BST)میباشد که به وسیله NCI ارائه شده است. دستیابی و تکامل داروهای آنتیسرطان از منابع طبیعی نیازمند آزمونهای غربالگری است . عصارههای خام26 یکی از معتبرترین آزمونها برای سنجش اثرات سمیت سلولی، میباشد. آزمون میگو آب شور که به وسیله NCI ارائه و گیاهان بسیاری را با این روش مورد آزمایش قرار داده اند. در این آزمونها توانایی مهار رشد یا کشتن سلولها اندازه گیری میشود. از مزایای این روش این است که اگرچه عوامل فعال با هر مکانیسمی که عمل کنند تشخیص داده می شوند، تنها عواملی قابل ردیابی هستند که بتوانند وارد سلولها شده و یا دیواره سلولی را تخریب نمایند.
خواص ضد میکروبی
عمل ضدعفونی کردن، تاثیرمهمی درکنترل آلودگی میکروبی و جلوگیری ازعفونت دارد. عموماً به عوامل شیمیایی که برای نابودی میکروارگانیسمهای موجود در مواد غیر زنده به کار میروند، ضدعفونی کننده گویند در حالی که آنهایی که به همین منظور برای بافتهای زنده و به خصوص زخمها به کارمیروند بهعنوان آنتی بیوتیک شناخته میشوند.
بررسی اثر ضد میکروبی گیاهان عالی که سطح وسیعی ازجهان را میپوشاند، بهطور جدی توسط پژوهشگران دنبال میشود. دستهای از مواد موثره گیاهان که دارای خواص ضدباکتری و ضدقارچی میباشند، روغنهای فرار و عصارههای گیاهان هستند تا بهحال تحقیقات زیادی روی این روغنها و عصارهها بهعمل آمده است. پژوهشها نشان میدهد توانایی کنترل اسانس روی یک گونه میکروب، بسته به گونه گیاهی که از آن اسانس استخراج میشود، فرق میکند. این امر نشان دهنده آن است که فعالیت بیولوژیک اسانسها وعصارهها به اجزای تشکیل دهنده آنها بستگی دارد، زیرا این ترکیبها حاوی مواد متنوع وبسیا رفعال هستند. به همین ترتیب خواص هر عصاره و اسانس بسته به نوع گونه، شرایط اقلیمی محل رویش گیاه، زمان نمونهگیری و همچنین زمان برداشت اندام حاوی عصاره و اسانس،تغییر مییابد. به عنوان مثال سابینن و١و٨- سینئول موجود در اسانس گیاه پنجانگشت١ خاصیت باکتری کشی شدیدی را بر روی باکتریهای مورد مطالعه نشان دادهاند..نتایج تحقیقات، همچنین نشان میدهد اسانسها درغلظتهای بسیارکم، مانع رشد قارچها در محیطهای کشت میشوند .به عنوان مثال اسانس ریحان٢ میتواند بهخوبی از رشد برخی قارچها جلوگیری کند (49).
منابع طبیعی آنتی بیوتیک ها
یکی از غنیترین و فراوانترین منابع تهیه مواد ضدمیکروبی وضدعفونی کننده، گیاهان عالی میباشند، که نهتنها قسمت وسیعی از پوشش گیاهی جهان را تشکیل میدهند بلکه از نظر اقتصادی مشکلات کمتری را به همراه دارند و به همین دلیل پژوهشگران استفاده ازاین منبع عظیم را مقرون به صرفه میدانند و بررسی در این زمینه در مراکزعلمی وپژوهشی متعددی ادامه دارد (49).
ساز و کار عمل داروهای ضد میکروبی
یک داروی ضد میکروبی ایدهآل سمیت انتخابی دارد، یعنی دارو برای عامل بیماریزا مضر است. ولی به سلول میزبان آسیب نمی رساند. اغلب سمیت انتخابی نسبی است و نه مطلق، به این معنا که غلظتی از دارو که سلول میزبان میتواند تحمل کند به میکروارگانیسم عفونی آسیب برساند مورد نیاز است. گر چه تا به حال نشان داده شده است که تعداد زیادی از فراوردههای طبیعی رشد یک ویا بیش از یک میکروارگانیسم را مهار کند اما تعداد انگشت شماری از آنها به طور انتخابی برای عامل میکروبی سمی هستند. ساز و کار عمل اکثر داروهای ضد میکروبی به طور کامل شناخته نشده است. گرچه به طور خلاصه ساز و کار عمل این داروها را می توان در ٤ عنوان جای داد:
١- مهار تولید دیواره سلولی
٢- جلوگیری از عملکرد غشای سلولی
٢- مهار ساخت پروتئین
٤- مهار سنتز اسید نوکلئیک.
منابع
1. زرگری ع. گیاهان دارویی، جلد سو م، چاپ ششم، انتشارات دانشگاه تهران, 1375 :15- 106 .
2. صمصام شریعت، گیاهان و داروهای طبیعی ( مفردات پزشکی)، تهران، انتشارات روزبهان, 1365 : 70- 269 .
3- Javidania K., Miri R., Sadeghpour H., Composition of volatile oil of Achillea wilhelmsil C. Koch from Iran. Daru., 2004: 63-6.
4- Azadbakht M., Morteza Semnani K., The essential oil composition of Achillea wilhelmsil leaves and flowers . J Medicinal Plants 2003: 55-9.
5- Afshary Pour S., Constituents of the essential oil of Achillea wilhelmsil from Iran. Planta Medica ,1996: 77-8.
6- Azadbakht M,. the essential oils compsition of achillea wilhelmsii c. koch leaves and flowers. journal of medicinal plants , 2003: 55-58.
7- Amjad L., Kamalabadi، Potential Activity of the Achillea wilhelmsii Leaves on Bacteria. International Journal of Bioscience, Biochemistry and Bioinformatics. 2011:216-218.
9- Asgary S., Mostafavi S., Vakili R., Antihypertensive and antihyperlipidemic effects of Achillea wilhelmsii . International Journal of Bioscience, Biochemistry and Bioinformatics. 2011:216-218.
10- Heidari R., Effects of methanolic extract of Achillea wilhelmsii c. Koch on seizure induced by picrotoxin in mice. Journal of babol university of medical sciences 2005 :7-13.
11- Gallino M.، Essential oil from Tanacetumvulgare growing spontaneously in "TieradelFuego" , Planta Med. 1988: 182 – 4.
12- Uchio Y., Nakayama M., Constituents of theessential oils from threetetraploid species of Chrysanthemum. Phytochem.1981: 2691-3.
13-Pooter H,. The essential oils of TanacetumvulgareL. and Tanacetumparthenium(L.) J. Essent. Oil Res. 1988: 9 – 13.
14- Goren N,.Composition of the essential oils of Tanacetum spp. from Turkey.Flavour and Fragrance J. 2001: 191 – 4.
15- امید بیگی، رضا، تولید و فرآوری گیاهان دارویی، جلد اول، انتشارات آستان قدس رضوی، 1384.
16-Demeyer K., Dejaegere R. , Effect of the Nitrogen form used in the growthmedium
(N03, NH4l on alkaloid production in Datura stramonium .Plant Soil., 1992: 79-86.
17- Salehi P.، Narcotic Alkaloids of Four Species from Iran., J, Z. Natwforsch., 2007:16-18.
18- Calderwood J., Thin-layer chromatography and high voltage electrophoresis of quaternary alkaloids from Fagara species., J Pharm. Pharmacol., 1969: 126S.
19-. Manske R،. The Alkaloids Chemistry and Physiology, Academic Press, Inc., New York, 1950.
20- Blom. M. Uptake and accumulation of the alkaloids quinine and cinchonamine in cultured cells of Cinchona robusta and Catharanthus roseus., J Plant Physiol., 1991: 436-442.
21- Sauerwein, M.; Influence of light and phytohormones on alkaloid production in transformed root cultures of Hyoscyamus albus., J Plant Physiol., 1992:147-152.
22- Parr A.,Variation in Tropane alkaloid accumulation within the Solanaceae and strategies for its exploitation., Phytochem., 1990: 2545-2550.
23- Hesse M., Alkaloid Chemistry, John Wiley and Sons, New York, 1978.
24- Trease G., Pharmacognosy, John Wiley and Sons 4th Edition، 1996,340.
25- Robinson T., The Biochemistry of Alkaloids, Springer Verlag Berlin Heildelberg, New York, 1968.
26- Hesse, M., Alkaloids, Nature's Curse or Blessing, Velag Helvetica Chemica Acta, Weinheim, New York, Singapore, 2002 .
27- Ahmed Z., The effect of environment on the growth and alkaloidal content of Hyoscyamus muticus L., JAm. Pharm. Assoc., 1994: 484- 7.
28- Demeyer K., Effect of the Nitrogen form used in the growthmedium (N03, NH4l on alkaloid production in Datura stramonium L., Plant Soil., 1992, 79-86.
29- Sheikh M,. Ant 0un D, Studies on Sudanese medicinal plants Ill: Indigenous Hyoscyamus muticus as possible commercial source for hyoscyamine.,a Plant Med., 1982: 116-119.
30-Stevanato, R, Enzymatic method for the determination of total phenolic content in tea and wine. J Agric. Food Chem. 2004, 6287-6293.
31- Morton LW,. Chemistry and biological effects of dietary phenolic compounds:Relevance to cardiovascular disease. Clinical and Experimental Pharmacol. 2000; 152 – 9.
32– Bai N,. Flavonoids and phenolic compounds from Rosmarinus officinalis. J. Agric Food Chem. 2010: 5363 – 7.
33- Vinson J., Plant flavonoids, specially tea flavonols are powerful antioxidant using an in vitro oxidation model for heart disease. J. Agricultural and Food Chem. 1995: 2800 – 2.
34- Chang C., Estimation of total flavonoid content in propolis by two complementary colorimetric methods. J. Food Drug Anal. 2002; 10: 178 – 82.
35- Vinson J,. Plant flavonoids, specially tea flavonols are powerful antioxidant using an in vitro oxidation model for heart disease. J. Agricultural and Food Chem. 1995 : 2800 – 2.
36- Kovats E. Gas chromatographische charakterisierung organischer verbindungen. Helv. Chem. Acta. 1958: 1915-1932.
37- Adams P. Identification of essential oil components by gas chromatography-mass spectroscopy, Allured publication Corporation. 2001: 9-456.
38- Duke JA.،. Handbook of medicinal mints. CRC Press. 2001: 402-10.
39- Jamzad Z, . Leaf surface flavonoids in Iranian species of Nepeta (Lamiaceae) and some related genera. Biochemical Systematics and Ecology. 2003; 31: 587-600.
40- Markham KR. Techniques of flavonoid identification. London; Academic Press. 1982, PP: 1-120.
41- Wagner H،. Plant drug analysis. Berlin; Springer-Verlag. 1996, PP: 195-210.
42- Mabry T,. The systematic identification of flavonoids. Berlin, Springer-Verlag.1970, PP: 1-300.
43- Valenzuela A., Antioxidant properties of the flavonoids silybin and cyanidanol , Comparison with Butylated Hydroxy anisole and Butylated Hydroxy toluene, Planta Med., 1986, 438-44.
44- Parimala Devi B , Evaluation of anti-diarrheal activity of Cleome viscosa L. extract in rats, Phytomedicine, 2002, 9, 739-742.
45- Evans W., Trease and Evans pharmacognosy, 14th ed.,WB Saunders Company Ltd. London, 1996, 255-57.
46- Ali M., Text book of pharmacognosy, CBS publisher and distributers, Delhi, 1994, 27, 28, 142-144, 188.
-47 فتحی آزاد، ف، بررسی فلاونوئیدهای پوست میوه پرتقال و لیمو شیرین، پایان نامه دکترای تخصصی دانشکده داروسازی، دانشگاه علوم پزشکی تبریز، 1377، صفحات 7-5، 43-18.
48- Robbers E., Pharmacognosy and Pharmacobiotechnology, Willians and Wilkins, Baltimor, 1996, 91-94.
49- Harbone B., "Phytochemical Methods, A Guide to Modern Techniques of plant Analysis", 2nd ed. Chapman & Hall, London, 1988, 37-141.
50- Harbone B., "Plant Chemosystematics", Academic press London, 1984, 49-74, 128-59.
51- Harbone J.B., "Phytochemical Methods, A Guide to Modern Techniques of plant Analysis", 2nd ed. Chapman & Hall, London, 1988, 37-141, 225-30.
52- Robbers J.E., Pharmacognosy and Pharmacobiotechnology, Willians and Wilkins, Baltimor, 1996, 91-94.
54- MC Graw-Hill, Encyclopedia of Science and technology, 6th ed., New York, Hill book Company, 1987: 443.
55- Ansari R ., Flavour Ind. ,1970 , 1, 252.
56- Harbone B., "Plant Chemosystematics", Academic press London, 1984, 49-74, 128-59.
57- Tyler V.E., Pharmacognosy, Lea & Febiger, Philadelphia, 1988, 103-38.
58- Harbone J.B., "Phytochemical Methods, A Guide to Modern Techniques of plant Analysis", 2nd ed. Chapman & Hall, London, 1988, 37-141.
59- Heywood V.H., "Flowering plants of the world ", Croom Helm, 1985, 10, 239.
60- Samuelsson U., "Drugs of Natural Origin, A Textbook of pharmacognosy", Swedish Pharmaceutical Press Stockholm, 1992, 5-122.
61- Codd L.W., Materials and Technology, London, Longman, 1972, 3, 6-9.
62- Duke J.A., "CRC Handbook of Medichnal herbs", CRC Press, Boca raton, 1989, 419-422, 525-546.
63- Ansari , H.R., Flavour Ind. ,1970, 1, 252.
65- Robbers J.E., Pharmacognosy and Pharmacobiotechnology, Willians and Wilkins, Baltimor, 1996: 91-94.
67- Corso, J.، "Bone-conduction thresholds for sonic and ultrasonic frequencies". Journal of the Acoustical Society of America، 1738-1743.
68- Rapacholi ., Bioeffects Committee of the American Institute of Ultrasound in Medicine American Institute of Ultrasound in Medicine، 2008:04-01.
70- George K.; "A phantom feasibility study of acoustic enhanced drug perfusion in neurological tissue". A phantom feasibility study of acoustic enhanced drug delivery to neurological tissue. p. 67.
71- Dion J., Malutta, A. "Ultrasonic inspection of fiber suspensions". Journal of the Acoustical Society of America : 1524-1526.
72-Van Leeuwen, . "Ultrasound pre-treatment of waste activated sludge". Water Science & Technology J ،2006.
73- Hearing by Bats (Springer Handbook of Auditory Research, vol. 5. Springer: 1995
74-. Kastelein., "Audiogram of a harbor porpoise (Phocoena phocoena) measured with narrow-band frequency modulated signals". The Journal of the Acoustical Society of America. 2002: 334-344.
75-AGNIR .، Health Effects of Exposure to Ultrasound and Infrasound. Health Protection Agency, UK، 167-170.
76- M. Vinatoru , . The use of ultrasound for the extraction of bioactive principles from plant materials., April 1997, Pages 135-139.
77- J. Ruiz-Jiménez, ultrasound – assisted extraction of fat from bakery products. Trends in Food Science & Technology. June 2006: 300-312.
78- Ai-jun H., Ultrasound assisted supercritical fluid extraction of oil and coixenolide from adlay seed.Ultrasonics Sonochemistry, 2006. 14, 219−224.
79- Albu S.,Potential for the use of ultrasound in the extraction of antioxidants from Rosmarinus officinalis for the food and pharmaceutical industry. , 2004: 261−265.
80-Arora, M., Cavitation inception on microparticles: A self-propelled particle accelerator. Physical Review Letters, . 2004: 174501−174504.
81- حسن روحانی، بررسی دینامیک حباب کاویتاسیون در سیالات ویسکوالاستیک. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده مکانیک، دانشگاه تهران 1387.
1 Alkaloid
2 Glycoside
3 Volatile oil
4 Bitter materials
5 Flavones
6 Flavonoides
7 Mucilage
8 Vitamins
9 Tannins
10 Silicic acid
11 Centaurium spp.,Gentiana spp., Menyanthes spp.
12 Angelica spp., Acorus spp., Artemisia spp
13 Althea spp.
14 Quercus spp.
15 Rosaceae
16 Pertoselinum spp.
17 Rosa canina
18. catalase enzyme .
19. Superoxide dismutases
20. Oxidative stress
21. Oxygen Radical Absorbance Capacity (ORAC)
22. Total Radical CapacityTrapping Antioxidant Parameter (TRAP)
23. Crocin Bleaching Assay (CBA)
24. Inhibited Oxygen Uptake(IOU)
25. Brine Shrimp test
26. Crud drugs
١ Vitex agnus-castus
٢ Ocimum basilicum
—————
————————————————————
—————
————————————————————