دانشکده علوم
پایان نامه ی کارشناسی ارشد در رشته ی
زیست شناسی- علوم گیاهی
بررسی میزان ترکیبات فنلی و پتانسیل آنتی اکسیدانی گیاه برگ بو
(Laurus nobilis L.) طی مراحل مختلف رشد
به کوشش
لیلا باجولی
استاد راهنما
دکتر علی مرادشاهی
شهریور1393
باکمال خضوع تقدیم به
مادر مهربانم؛
سنگ صبوری که الفبای زندگی به من آموخت
پدر بزرگوارم؛
کوهی استوار و آیینه ی تمام نمای معرفت
خواهر نازنینم؛
شاگرد همیشگی مکتب مهر و محبت مادری
برادارن عزیزم؛
پشتیبان و حامیان من در تمام لحظه های زندگی
همسر وفادارم؛
پناهگاه امن ، تکیه گاه استوار و مونس همیشگی زندگی ام
سپاسگزاری
سپاس خدای را که سخنوران، در ستودن او بمانند و شمارندگان، شمردن نعمت های او ندانند و کوشندگان، حق او را گزاردن نتوانند. خدای را بسی شاکرم که از روی کرم، پدر و مادری فداکار نصیبم ساخته که بودنشان تاج افتخاری است بر سرم و نامشان دلیلی است بر بودنم، چرا که این دو وجود، پس از پروردگار، مایه هستی ام هستند، دستم را گرفتند و راه رفتن را در وادی پر فراز و نشیب زندگی به من آموختند. خدایا توفیقم ده که هر لحظه شکرگزارشان باشم و ثانیه های عمرم را در عصای دست بودنشان بگذرانم.
از خواهر دلسوز و مهربانم به پاس عاطفه سرشار و گرمای امیدبخش وجودش که در این سردترین روزگاران بهترین همراهم بوده و هست مهربانانه تشکر می کنم.
از زیبایی حضور برادرانم که همیشه حامی و پشتیبان من بوده و هستند و خستگی های این راه را به امید و روشنی تبدیل کردند، صمیمانه قدردانی می کنم.
از همراه همیشگی زندگی ام بهروز به خاطر همه خوبی ها، مهربانی ها و لحظه لحظه ی همراهیش سپاسگزارم.
از اساتید دوران زندگی ام که علاوه بر آموزش علم، منش زندگی و مسیر بهتر زیستن را به من آموختند کمال تشکر را دارم:
استاد فاضل و اندیشمند جناب آقای دکتر علی مرادشاهی به عنوان استاد راهنما که همواره مرا مورد لطف و محبت خود قرار داده اند، سرکار خانم دکتر رجایی و جناب آقای دکتر محسن زاده به عنوان اساتید مشاور که در راه کسب علم و معرفت مرا یاری نمودند. برای تک تک این عزیزان آرزوی سلامتی و سعادت، و توفیق روز افزون از خداوند متعال خواستارم.
با سپاس فراوان خدمت دوست گران مایه ام خانم زمانی که در تمام طول تحصیل صبورانه، صمیمانه و مشفقانه همراه و همگام من بودند. از تلاش های مداوم و محبت های بی دریغشان که هرگز فروکش نمی کند درکمال امتنان و افتخار تقدیر و تشکر می کنم.
و با تشکر خالصانه خدمت همه کسانی که به نوعی مرا در به انجام رساندن این مهم یاری نموده اند.
چکیده
بررسی میزان ترکیبات فنلی و پتانسیل آنتی اکسیدانی گیاه برگ بو (Laurus nobilis L.) طی مراحل مختلف رشد
به کوشش
لیلا باجولی
در پژوهش حاضر پتانسیل آنتی اکسیدانی، میزان ترکیبات فنلی و ترکیبات اسانس برگ قسمتهای مختلف شاخه گیاه برگ بو (Laurus nobilis L.) بررسی گردید. همچنین اثرات آللوپاتیک عصاره آبی برگهای شاخه غنچه دار گیاه برگ بو بر میزان کلروفیل، کاروتنوئید و فعالیت آنزیم گایاکول پراکسیداز برگ گیاهچه های گندم و شاهی مورد مطالعه قرار گرفت. پتانسیل آنتی اکسیدانی با استفاده از روش DPPH(1,1- diphenyl 2-picryl-hydrazyl)، میزان ترکیبات فنلی کل با استفاده از روش Folin-Ciocalteu و ترکیبات اسانس برگها با روش GC/MS ارزیابی گردید. پتانسیل آنتی اکسیدانی برگها بین 856/1 ± 67/40 تا 333/0 ± 67/59 میکرومول ترولکس بر گرم وزن خشک متغیر بود. بیشترین پتانسیل آنتی اکسیدانی در برگهای شاخه غنچه دار برگ بو مشاهده شد. میزان ترکیبات فنلی کل برگها بین 045/0 ± 56/5 تا 139/0 ± 22/12 میلی گرم گالیک اسید بر گرم وزن خشک اندازه گیری شد. بیشترین میزان ترکیبات فنلی کل مربوط به برگهای شاخه بدون میوه و غنچه برگ بو مشاهده شد. اسانس گیری با دستگاه کلونجر نشان داد که برگهای شاخه غنچه دار برگ بو با 53/1% بیشترین بازده را داشته است. در اسانس برگهای قسمتهای مختلف شاخه 3 ترکیب 1,8-Cineole، ،-Terpinyl acetate و Sabinene بیشترین درصد را دارا بوده اند. در بررسی اثرات آللوپاتیک عصاره ی آبی برگهای شاخه غنچه دار گیاه برگ بو بر گیاهچه های گندم و شاهی، میزان کلروفیل در اکثر موارد تغییر معنی داری در سطح 05/0 = / نسبت به گیاهچه- های شاهد نداشته است. همچنین میزان کاروتنوئید نیز در اکثر غلظتهای عصاره مشابه گیاهچه-های شاهد بوده است. در رابطه با فعالیت آنزیم گایاکول پراکسیداز، عصاره باعث افزایش فعالیت آنزیم در هر دو گیاهچه گردیده است. نتایج نشان دادند که فعالیت آنتی اکسیدانی و میزان ترکیبات فنلی برگهای شاخه های غنچه دار، میوه دار و بدون غنچه و میوه گیاه برگ بو با یکدیگر متفاوت میباشد. همچنین به علت بالا بودن میزان ترکیب 1,8-Cineole در ترکیبات اسانس و اهمیت کاربردی آن، می توان از اسانس برگ بو در سطح صنعتی استفاده نمود.
کلمات کلیدی: برگ بو، پتانسیل آنتی اکسیدانی، ترکیبات فنلی، اسانس، اثرات آللوپاتیک
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول: مقدمه
1-1-نقش دفاعی متابولیت های ثانویه در شرایط تنش2
1-2-رادیکال های آزاد و اثرات سوء آن بر گیاه3
1-3-مکانیسم های دفاعی گیاهان در برابر گونه های فعال اکسیژن (ROS)ها5
1-4-اهمیت آنتی اکسیدان های گیاهی6
1-5-ویژگی های آنتی اکسیدانی تركيبات فنلي8
1-6-مبحث اسانس9
1-6-1-روغن های اسانسی9
1-6-2-مصارف و کاربرد روغن های اسانسی9
1-6-3-روش های استخراج روغن های اسانسی10
1-6-4-روش های جداسازی ترکیبات روغن های اسانسی11
1-6-4-1-روش کروماتوگرافی گازی(GC)11
1-6-5-بررسی تکنیک کروماتوگرافی گازی-طیف سنج جرمی (GC/MS) 13
1-7-مبحث آللوپاتی13
1-8-خصوصیات کلی تیره برگ بو16
1-9-خصوصیات گیاه شناسی گیاه برگ بو16
عنوان صفحه
1-10-خصوصیات اکولوژیکی گیاه برگ بو17
1-11-خواص درمانی گیاه برگ بو18
1-12-سایرکاربردهای گیاه برگ بو19
فصل دوم: مروری بر پژوهش های پیشین
2-1-پژوهش های انجام شده در زمینه ی اندازگیری فعالیت آنتی اکسیدانی گیاهان21
2-2-پژوهش های انجام شده در زمینه ی اندازه گیری میزان ترکیبات فنلی گیاهان23
2-3-پژوهش های انجام شده در زمینه ی شناسایی ترکیبات موجود در اسانس گیاهان24
2-4-پژوهش های انجام شده در زمینه ی اندازگیری فعالیت آللوپاتی گیاهان26
اهداف پژوهش29
فصل سوم: مواد و روش ها
3-1-جمع آوری و آماده سازی برگهای گیاه برگ بو31
3-2-عصاره گیری33
3-2-1-تهیه عصاره متانولی33
3-2-2-تهیه عصاره آبی33
3-3-تعیین پتانسیل آنتی اکسیدانی با استفاده از روش DPPH33
عنوان صفحه
3-3-1-مواد و محلول های مورد نیاز34
3-3-2-روش آزمایش34
3-3-3-تهیه محلول استاندارد35
3-4-اندازه گیری میزان ترکیبات فنلی کل (Total Phenolics) با استفاده از معرف Folin-Ciocalteu36
3-4-1-مواد و محلول های مورد نیاز36
3-4-2-روش آزمایش37
3-4-3-تهیه محلول استاندارد38
3-5-بررسی ترکیبات اسانس برگ گیاه برگ بو39
3-5-1-اسانس گیری39
3-5-2-آزمایش های مربوط به تعیین ترکیبات موجود در اسانس برگ گیاه برگ بو39
3-5-2-1-معرفی دستگاه كروماتوگراف گازی متصل به طيف سنج جرمی (GC/MS)39
3-6-بررسی پتانسیل آللوپاتی عصاره آبی گیاه برگ بو40
3-6-1-اثر عصاره آبی برگ گیاه برگ بو بر میزان کلروفیل و کاروتنوئید برگ گیاهچه های گندم و شاهی40
3-6-1-1-مواد و محلول های مورد نیاز40
عنوان صفحه
3-6-1-2-آماده سازی گیاهان41
3-6-1-3-روش آزمایش41
3-6-2-اثر عصاره آبی برگ گیاه برگ بو بر میزان فعالیت آنزیم گایاکول پراکسیداز استخراج شده از برگ گیاهچه های گندم و شاهی42
3-6-2-1-مواد و محلول های مورد نیاز42
3-6-2-2-آماده سازی گیاهان43
3-6-2-3-استخراج آنزيم گاياكول پراكسيداز43
3-6-2-4-تعيين فعاليت آنزيم43
تجزيه و تحليل آماري داده ها45
فصل چهارم: نتایج
4-1-پتانسیل آنتی اکسیدانی برگ قسمت های مختلف شاخه گیاه برگ بو با استفاده از DPPH47
4-2- میزان ترکیبات فنلی کل (Total Phenolics) با استفاده از معرف Folin-Ciocalteu51
4-3-مقایسه بازده اسانس برگ قسمت های مختلف شاخه گیاه برگ بو54
4-4-شناسایی ترکیبات موجود در اسانس برگ گیاه برگ بو55
عنوان صفحه
4-4-1-شناسایی ترکیبات موجود در اسانس برگ های شاخه غنچه دار گیاه برگ بو55
4-4-2-شناسایی ترکیبات موجود در اسانس برگ های شاخه میوه دار گیاه برگ بو55
4-4-3-شناسایی ترکیبات موجود در اسانس برگ های شاخه بدون میوه و غنچه گیاه برگ بو56
4-4-4-مقایسه بین ترکیبات عمده موجود در اسانس برگ قسمت های مختلف شاخه گیاه برگ بو62
4-5-پتانسیل آللوپاتی عصاره آبی گیاه برگ بو63
4-5-1-اثر عصاره آبی برگ های شاخه غنچه دار گیاه برگ بو بر میزان کلروفیل برگ گیاهچه های گندم و شاهی63
4-5-2-اثر عصاره آبی برگ های شاخه غنچه دار گیاه برگ بو بر میزان کاروتنوئید برگ گیاهچه های گندم و شاهی64
4-5-3-اثر عصاره آبی برگ های شاخه غنچه دار گیاه برگ بو بر میزان فعالیت آنزیم گایاکول پراکسیداز استخراج شده از برگ گیاهچه های گندم و شاهی67
فصل پنجم: بحث
5-1-پتانسیل آنتی اکسیدانی برگ قسمت های مختلف شاخه گیاه برگ بو با استفاده از روش DPPH70
عنوان صفحه
5-2-میزان ترکیبات فنلی کل (Total Phenolics) با استفاده از معرف Folin-Ciocalteu71
5-3-شناسایی ترکیبات موجود در اسانس برگ گیاه برگ بو71
5-4-بررسی پتانسیل آللوپاتی عصاره آبی گیاه برگ بو73
5-4-1-اثر عصاره آبی برگ های شاخه غنچه دار گیاه برگ بو بر میزان کلروفیل برگ گیاهچه های گندم و شاهی73
5-4-2-اثر عصاره آبی برگ های شاخه غنچه دار گیاه برگ بو بر میزان کاروتنوئید برگ گیاهچه های گندم و شاهی73
5-4-3-اثر عصاره آبی برگ های شاخه غنچه دار گیاه برگ بو بر میزان فعالیت آنزیم گایاکول پراکسیداز استخراج شده از برگ گیاهچه های گندم و شاهی74
نتیجه گیری کلی75
پیشنهادات پژوهشی آینده76
فهرست منابع فارسی77
فهرست منابع انگلیسی78
فهرست جدول ها
عنوان صفحه

جدول3-1- مخلوط واكنش جهت سنجش فعاليت آنزيم گاياكول پراكسيداز44
جدول 4-1 پتانسیل آنتی اکسیدانی بر حسب میکرومول ترولکس بر گرم وزن خشک، مقادیر IC50 بر حسب میلی گرم در میلیلیتر و درصد مهار رادیکال های آزاد DPPH توسط عصاره ی برگ های شاخه.51
جدول 4-2 میزان ترکیبات فنلی کل عصاره ی متانولی برگ های شاخه بر حسب میلی گرم گالیک اسید بر گرم وزن خشک54
جدول 4-3- بازده اسانس برگ های قسمت های مختلف شاخه گیاه برگ بو54
جدول 4-4- ترکیبات تشکیل دهنده اسانس برگ گیاه برگ بو57
فهرست شکل ها
عنوان صفحه
شکل 3-1-شاخه گیاه برگ بو…………………………………………………………………………………………………32
شکل 3-2-قسمت های مختلف شاخه برگ بو، شاخه غنچه دار(الف)، شاخه میوه دار(ب)، شاخه بدون غنچه و میوه(ج)………………………………………………………………………………………………………………32
شکل 4-1- منحنی استاندارد ترولکس بر حسب میکرومول49
شکل 4-2- اثر غلظت های مختلف (mg ml-1 ) عصاره متانولی برگ های شاخه غنچه دار(الف)، برگ های شاخه میوه دار(ب) و برگ های شاخه بدون میوه و غنچه(ج) بر جذب محلول DPPH.50
شکل 4-3- منحنی استاندارد گالیک اسید برحسب میکروگرم درمیلی لیتر52
شکل 4-4- میزان جذب معرف Folin-Ciocalteu در غلظت های مختلف(mg ml-1 ) عصاره متانولی برگ های شاخه غنچه دار(الف)، برگ های شاخه میوه دار(ب) و برگ های شاخه بدون میوه و غنچه(ج)53
شکل 4-5- کروماتوگرام اسانس برگ های شاخه غنچه دار گیاه برگ بو.59
شکل 4-6- کروماتوگرام اسانس برگ های شاخه میوه دار گیاه برگ بو.60
شکل 4-7- کروماتوگرام اسانس برگ های شاخه بدون غنچه و میوه گیاه برگ بو………………..61
شکل 4-8- مقایسه بین ترکیبات عمده موجود در اسانس برگ قسمت های مختلف شاخه گیاه برگ بو62
عنوان صفحه
شکل 4-9- اثر غلظت های مختلف عصاره آبی برگ های شاخه غنچه دار گیاه برگ بو بر میزان کلروفیل برگ گیاه تک لپه گندم (الف) و گیاه دولپه شاهی (ب)..65
شکل 4-10- اثر غلظت های مختلف عصاره آبی برگ های شاخه غنچه دار گیاه برگ بو بر میزان کاروتنوئید برگ گیاه تک لپه گندم (الف) و گیاه دولپه شاهی (ب)..66
شکل 4-11- اثر غلظت های مختلف عصاره آبی برگ های شاخه غنچه دار گیاه برگ بو بر میزان فعالیت آنزیم گایاکول پراکسیداز از برگ گیاه تک لپه گندم (الف) و گیاه دولپه شاهی (ب)..68

فصل اول
مقدمه
بشر در طول قرن ها به گیاهان به عنوان منبعی از کربوهیدرات، پروتئین و چربی وابستگی کامل داشته است. عمدتاً یکسری از واکنش های شیمیایی که واسطه آنزیمی دارند، در گیاه زنده به عنوان متابولیسم شناخته می شوند. این واکنش های شیمیایی با هم هماهنگ شده تا مسیرهای متابولیکی که در آنها سنتز مولکولهایی مثل قندها، اسیدهای آمینه، اسیدهای چرب عمده، نوکلئوتیدها و پلیمرهای حاصل از آنها (DNA RNA,) انجام می شود، به دست آیند. این تجمع به عنوان متابولیسم اولیه در نظر گرفته می شود و ترکیبات تولید شده که برای زنده ماندن و سالم ماندن گیاه لازم هستند متابولیت اولیه نامیده می شوند. همچنین در گیاهان، مسیرهای متابولیکی دیگری نیز وجود دارد که محصول این مسیرها برای گیاه کاملاً مشخص نیست که به این ترکیبات متابولیت های ثانویه اطلاق می گردد و به مسیر تولید آنها متابولیسم ثانویه می- گویند.[Ramachandra Rao [ Ravishankar, 2002]
متابولیت های اولیه در بین تمام گیاهان مشترک هستند ولی نوع و میزان متابولیت های ثانویه از یک گونه گیاهی به گونه ای دیگر ممکن است متفاوت باشد. متابولیت های ثانویه گیاهی براساس نحوه بیوسنتز به ترپن ها، فنولیک ها و ترکیبات ازت دار تقسیم می شوند [Taiz [Zeiger, 2002.
1-1-نقش دفاعی متابولیت های ثانویه در شرایط تنش
با توجه به اين كه امروزه نقش دفاعي متابوليت هاي ثانويه براي همه تقريباً پذيرفته شده است، اما هنوز بررسي سازوكار تأثير تنش هاي محيطي بر توليد اين مواد تصوير پيچيده و مبهمي پيش روي ما مي گذارد.[Ko et al., 2010; Efeoglu et al., 2009]
به طور کلي می توان گفت گياهان، طيف وسيعي از تنش‌هاي محيطي را که نهايتاً منجر به بروز
تنش اکسيداتيو در گياه مي‌شود، درک می کنند. مکانيسم مقاومت در برخي از تنش‌ها، به صورت يک ارتباط دروني و نتيجه يک برنامه ريزي هماهنگ و پيچيده است [Blokhina et al., [2003.
تنش های محیطی بر رشد و نمو، ساختار فیزیولوژیک گیاه، سنتز پروتئین ها، فعالیت های آنزیمی و غیرآنزیمی، تنفس سلولی و متابولیسم سلولی تأثیر دارند. قرار گرفتن در معرض تنش، ممکن است باعث افزایش تولید گونه های فعال اکسیژن و ایجاد تنش اکسیداتیو شود[Lewitt, [2009.
تنش اکسیداتیو سبب تغییرات فیزیولوژیک و القای پاسخ های متابولیک خاص با القای سنتز برخی از متابولیت های ثانویه مانند آنتوسیانین ها، ترکیبات فنلی و فلاونوئیدی و پرولین برای کنترل و خنثی کردن رادیکال های آزاد می شود. هر کدام از این مواد دارای ساختار و خصوصیات بیوشیمیایی منحصر به فرد است و با مکانیسم های متفاوتی در جاروب کردن رادیکال های اکسیژن شرکت می کنند و در نتیجه باعث افزایش مقاومت سلول در مقابل عوامل تنش زا می- شود[Mittler, 2004].
متابوليت های ثانویه گیاهان از جمله فنل و فلاونوئید کل با پتانسیل قوی برای پاکسازی رادیکالهای آزاد در تمام قسمت های مختلف گیاهان مانند برگ، میوه، دانه، ریشه و پوست وجود دارند[Mathew & Abraham, 2006].
1-2-رادیکال های آزاد و اثرات سوء آن بر گیاه
دکتر دنهام هارمون اولین کسی بود که رادیکال های آزاد را کشف و به ارتباط بین رادیکال های آزاد و فرایند پیری در انسان اشاره کرد. وی زمانی نظریه ی خود را ارائه کرد که توانست با دادن مواد ضداکسایشی مختلف به برخی پستانداران، به طول عمر آنها اضافه کند[Leduc, 2002].
توليد راديکال هاي آزاد مسئله اي طبيعي است و در طي عمل تنفس به وجود مي آيد. رادیکال
های آزاد مولکول هایی با یک الکترون آزاد آماده واکنش هستند و در حین واکنش اکسیژن با برخی مولکولهای دیگر تولید می شوند. اگر به طور ناگهانی تعداد زیادی از آنها در گیاه تولید شود با بعضی قسمت های سلول مانندDNA و غشای سلول واکنش نشان داده و باعث تخریب عمل سلول یا حتی مرگ آنها می شود. البته در حالت عادی، سیستم دفاعی گیاه این رادیکال های آزاد را خنثی و بی ضرر می کند[Huang, 1992; Suhaj, 2004].
از جمله رادیکال های آزاد تولید شده در گیاهان می توان به گونه های فعال اکسیژن (ROS) اشاره کرد که شامل رادیکال سوپر اکسید (O222)1، رادیکال هیدروکسیل (OHO)2، اکسیژن منفرد (O2)3 و پراکسید هیدروژن (H2O2)4 می باشند[Karuppanapandian et al., [2011.
بسیاری از عوامل محیطی بعنوان دلایل افزایش شکل گیری رادیکال های آزاد شناخته شدند. از آن جمله می توان به عوامل حساسیت زایی چون الکل، دود سیگار، آلودگی هوا، استرس و فشارهای محیطی، حشره کشها، اشعه ماوراء بنفش و دیگر تشعشعات یونی و بسیاری از سم ها اشاره کرد. همچنین برخی از فلزات سنگین سمی نظیر سرب و کادمیوم نیز واکنش های زنجیره ای رادیکال های آزاد را حتی تا چندین هزار برابر افزایش می دهند و بنابراین یکی از دلایل سمی بودن اینگونه فلزات، رادیکال های آزاد می باشد. بیشترین اثر تخریبی رادیکال های آزاد متوجه غشاء سلولی و غشاء اندامک های داخل سلولی نظیر غشاء میتوکندریهاست. غشاء های بیولوژیکی از محتوای فسفولیپید به همراه نسبت بالایی از اسیدهای چرب غیر اشباع برخوردارند و از این رو به فشار اکسایشی (اثر تخریبی رادیکال های آزاد) بسیار حساسند و به شدت به واکنش های زنجیره ای کمک می کنند[Leduc, 2002].
آسیب به غشاء فسفولیپیدی سلول، موجب پراکسیداسیون لیپیدهای غشاء و سخت شدن دیواره-ی سلولها می شود. در این صورت سلول نمی تواند بصورت متناسب مواد غذایی مورد نیاز و نیز سیگنال هایی که از دیگر سلولها برای اجرای یک عمل صادر می شود (نظیر تکانه های عصبی) را دریافت کند و بدین ترتیب بسیاری از فعالیت های سلول تحت تاثیر قرار می گیرد[Leduc, [2002.
ناتوانی گیاه در شرايط تنش زا برای مهار انواع اکسیژن فعال (ROS) در نهایت باعث بروز علائم ناشی از صدمات اکسیداتیو می‌شود [Blokhina et al., 2003 ]که برای کاهش اثرات سمي تنش اکسيداتيو، مکانيسم‌هاي متنوع دفاعي در گياه باید فعال شود ]كافي و همكاران، 1382.[
با فعال شدن مکانیسم های دفاعی ميزان آنتي اکسيدانها افزايش يافته و آنزيم هاي مهار کننده ROS ها در جهت کاهش اثرات سمي ناشي از تنش اکسيداتيو، افزايش پيدا مي‌کنند ]كافي و همكاران، 1382.[
1-3-مکانیسم های دفاعی گیاهان در برابر گونه های فعال اکسیژن (ROS)ها
در حال حاضر ROS ها مسئول برخی آسیب های جدی القا شده به وسیله ی تنش ها به غشاء سلولی و ماکرومولکول های اساسی شامل رنگیزه های فتوسنتزی، پروتئین ها، اسیدهای هسته- ای و لیپیدها هستند[Lin [ Kao, 2000 ].
گزارشهای مختلفی بیان می کنند که تنش اکسیداتیو افزایشی را در پاسخ سیستم های آنزیمی مربوط به فرایندهای جاروب کردن گونه های فعال اکسیژن تحریک می کند[ Joans J [Smirnoff, 2005 Apel Hirt, 2000.
در واقع پاسخ آنتی اکسیدانی، فرآیندی مهم برای محافظت گیاهان در مقابل آسیب های اکسیداتیوی است که در اثر طیف وسیعی از تنش های محیطی شامل شوری، خشكی، فلزات سنگین و سرما و غیره ایجاد می شود[Mittler et al., 2004 ].
آنتي اكسيدان ها به موادي گفته مي شود كه قادر به ايجاد تأخير، كُندكردن و حتي توقف فرايندهاي اكسيداسيون مي باشند. اين تركيبات مي توانند به نحو مطلوبي از تغيير در رنگ و طعم مواد غذايي در نتيجه واكنش هاي اكسيداسيون جلوگيري كنند.[ Halliwel et al., [1995.
ترکیبات ضداکسایشی براساس مکانیسم واکنش آنها اغلب به دو گروه عمده طبقه بندي میشوند: گروه اول ضداکساینده هاي شکننده زنجیر رادیکالها و گروه دوم ضد اکساینده هاي مهارکننده رادیکالها. ضداکساینده هاي گروه اول، رادیکال هاي آزاد واکنش پذیری مثل هیدروکسیل را از طریق واکنش انتقال اتم هیدروژن بین هیدروکسیل و ضداکساینده ها، به مولکولهاي پایدار تبدیل می کنند. در نتیجه واکنش هاي زنجیرهاي اتواکسیداسیون بین رادیکال هاي آزاد و مولکولهاي سلولی به اتمام می رسد.
گروه دوم، واکنش مهار اکسیداسیون را هم از طریق تبدیل پیش سازهاي واکنش اکسیداسیون به گونه هاي غیرفعال و هم از طریق مهار ROS ها انجام می دهند .این گروه شامل ضداکساینده-هاي آنزیمی و غیرآنزیمی می باشد[Ou et al., 2002 ].
سيستم آنزيمي شامل آنزيم هاي كاتالاز(CAT)، سوپراكسيد ديسموتاز(SOD)، دهيدروآسكوربات ردوكتاز(DHAR)، آسكوربيك پراكسيداز(APOX) و گلوتاتيون ردوكتاز (GR)می باشد. سيستم غيرآنزيمي شامل آسكوربيك اسيد(ASA)، آلفاتوكوفرول)ويتامين(E ، گلوتاتيون(GS)، کاروتنوئيدها و ترکیبات فنلی مي باشد.[Yordanova, 2003 ]

1-4-اهمیت آنتی اکسیدان های گیاهی
مواد اکسید کننده و رادیکالها به عنوان عوامل واسطه بیماری ها در انسان شناخته شده اند اما عموماً توسط آنتی اکسیدانها در اشخاص سالم، خنثی می شوند[Pekkarinen et al., 2004].
آنتی اکسیدانها از لحاظ بیولوژیکی ترکیباتی فعال محسوب می شوند و از دیدگاه سلامت شغلی نیز دارای اهمیت هستند چون بدن را در برابر آسیب های ناشی از گونه های فعال اکسیژن(ROS)، گونه-های فعال نیتروژن (RNS)و گونه های فعال کلر(RCS) که منجر به بروز بیماریها می شوند محافظت می نمایند[Pekkarinen et al., 2004; Shahidi . [Naczk, 2004; Zaveri, 2006.
علیرغم وجود آنتی اکسیدانهای مختلف در پلاسما، سیستم دفاعی بدن به تنهایی قادر به از بین بردن رادیکال های آزاد ایجاد شده در بدن نیست[Young & Woodside, 2001 ]. از طرفی مطالعات اپيدميولوژيكي حکايت از آن دارد كه جذب آنتي اكسيدان ها از منابع غذايي رژيمي در پيشگيري و درمان بسياري از بيماريها مرتبط است .[ Hamad et al., 2010 ]گزارشات اخیر نیز دلالت بر وجود یک ارتباط معکوس بین رژیم هاي غذایی شامل غذاهاي غنی از ضداکساینده و بروز بیماریهاي انسانی دارد[Olukemi et al., 2005 ]، به همین جهت بدن نیاز به دریافت آنتی اکسیدانها از منابع خارجی دارد که ازطریق منابع غذایی تأمین می شود [Young & [Woodside, 2001.
نظر به این که گیاهان یکی از منابع مهم آنتی اکسیدانها می باشند[Lindberg Madsen & [Bertelsen, 1995، امروزه بسیاری از متخصصین تغذیه برای تأمین آنتی اکسیدانهای مورد نیاز بدن مصرف گیاهان، میوه جات و سبزیجات را توصیه می کنند، زیرا معمولاً مصرف آنتی- اکسیدانهای گیاهی عوارض جانبی کمتر و درمان بهتری ایجاد می نمایند[Frankel, 1999].
شواهد بسیار زیادی وجود دارد که سمی بودن و اثرات سوء تغذیه ای آنتی اکسیدانهای ساختگی اضافه شده به مواد غذایی مانند بوتیل هیدروکسی آنيزول(BHA)، بوتیل هیدروکسی تولوئن (BHT) و ترت بتا هیدروکسی کینون (TBHQ)را تأييد می کند. علاوه بر این آثار سوء، خطرات آسیب کبدی و ایجاد سرطان در حیوانات آزمایشگاهی از معایب استفاده از آنتی- اکسیدانهای ساختگی می باشد[Gao et al., 1999; Williams, 1999 ]. بنابراین نیاز به آنتی اکسیدانهای قوی با سمیت کمتر و اثر بخشی بیشتر یک ضرورت اجتناب ناپذیر است[Frankel, 1999 ].
پس گیاهانی که غنی از ترکیبات آنتی اکسیدان بوده می توانند باعث حفاظت سلولها از آسیبهای اکسیداتیو شوند[Kumaran & Karunakaran, 2006 ]، که این درجه فعالیت آنتی-اکسیدانی و میزان افزایش آنتی اکسیدانهای گیاهی به گونه ی گیاه، مرحله ی نموی، شرایط متابولیک، طول مدت و شدت تنش بستگی دارد.
1-5-ویژگی های آنتی اکسیدانی تركيبات فنلي
این تركيبات گروه بزرگي از مواد طبيعي گياهي شامل فلاونوئيدها، تانن ها، آنتوسيانين ها و غیره می باشند كه معمولا در ميوه جات، سبزيجات، برگ ها، دانه، ريشه و در ساير قسمت هاي گياه ديده مي شوند. اين مواد منافع قابل توجهي در زمينه صنایع غذايي، داروسازي و پزشكي با توجه به طيف گسترده اي از اثرات مطلوب زيستي از جمله خواص آنتي اكسيدانی، دارند[Raghavendra et al., 2010 ].
تركيبات فنلي با داشتن خاصيت آنتي اكسيداني و آنتي راديكالي مي توانند نقش مهمي در حفظ سلامتي انسان ايفا نمايند[Shariatifar, 2011 ]. چون اثرات سلامتی بخش و مفید مصرف مواد غذایی گیاهی تا حدودی به حضور مواد فنلی نسبت داده می شود که با خطرات ناشی از بیماری های قلبی-عروقی، سرطان، آب مروارید و بیماری های مختلف در تقابل هستند. این اثرات از طریق جلوگیری از اکسیداسیون چربی ها، جهش DNA و در مراحل بعدی آسیب بافتی حاصل می شوند[Pekkarinen et al., 2004].
ترکیبات فنلی از توانایی جاروب کردن رادیکال های آزاد از قبیل گونه های فعال اکسیژن برخوردارند که این توانایی توسط قابلیت آنها به عنوان عوامل دهنده ی هیدروژن یا الکترون شکل گرفته است.[Fernandez-Pachon et al., 2006 ] بنابراین با توجه به شیوع بالای بیماریهای مزمن و فرسایشی منطقی است که برای تأمین آنتی اکسیدانهای مورد نیاز بدن از گیاهان استفاده شود و به خصوص گیاهانی که فنل و فلاونوئید کل بالایی داشته باشند.
در نهایت تثبيت دوباره تعادل بين مواد اكسيد كننده و آنتي اكسيدان به سلول ها اجازه مي دهد تا عمل فيزيولوژيك نرمال خود را مجددا بدست آورند[Schieber et al., 2001 ].
1-6-مبحث اسانس
1-6-1-روغن های اسانسی
طبق یک تعریف زیست شناختی روغن های اسانسی مخلوط پیچیده ای از بو ها و ترکیبات فرار با بخار هستند که از اندام های مختلف یک گیاه قابل استخراج می باشند[Atal [ Kaupur, [1989. ترکیبات معطر گیاه یکی از پدیده های جالب متابولیسم گیاه است. روغن های اسانسی از دیدگاه شیمیایی مخلوط هایی بسیار پیچیده شامل ترپنها، سزکوئی ترپنها، مشتقات اکسیژنه آنها و ترکیبات دیگر هستند. در روغن های اسانسی، ترپنهای هیدروکربنه و اکسیژنه دار به تعداد زیاد یافت می شوند و به علت اینکه در مجاورت هوا و در حرارت معمولی تبخیر می شوند به آنها روغن های فرار (Volatile Oils)، روغن های اتری (Ethereal Oils) و یا روغن های اسانسی (Essential Oils) می گویند. روغن های اسانسی می توانند در سنتز های گیاهی شرکت کنند و احتمالا در سنتر ترکیبات اصلی به عنوان واسطه مورد نیاز گیاه وارد عمل می شوند] کوشک آبادی، 1359 [. به طور کلی اسانس ها با آب قابل امتزاج نیستند ولی بویشان در آب ماندگار است. حلال اصلی آنها الکل، اتر و سایر حلال های آلی می باشد[Atal [ Kaupur, 1989].
روغن های اسانسی در هنگام استخراج معمولا بیرنگ هستند ولی پس از مدتی در مجاورت هوا اکسید شده و تیره می شوند و یا اینکه بصورت رزین در می آیند. بنابراین برای جلوگیری از تغییر رنگ باید آنها را در محل های تاریک و خشک با درپوش های مطمئن نگاهداری کرد.
1-6-2-مصارف و کاربرد روغن های اسانسی
تعداد زیادی از گیاهان معطر به علت داشتن اسانس مورد استفاده قرار می گیرند. مهمترین کاربرد گیاهان معطر و اسانس های حاصل از آنها، معطر ساختن مواد غذایی می باشد. در اکثر مواقع اسانسهای استخراج شده از گیاهان به عنوان دارو بکار می روند. اسانس ها علاوه بر مصارف دارویی، در صنایع غذایی، بهداشتی و آرایشی بکار می روند. اسانس ها ممکن است دارای خاصیت دورکنندگی حشرات باشند و بدین وسیله از خراب شدن گلها و برگها جلوگیری می کنند و یا ممکن است به عنوان جلب کننده حشرات، عمل گرده افشانی را تسهیل نماید.
مشخص شده است كه اغلب اسانس هاي گياهي استخراج شده از گياهان داراي خواص حشره كشي، ضد قارچي، ضد انگل، ضد باكتري، ضد ويروس، آنتي اكسيداني و سيتوتوكسيك می- باشند[Kordali et al., 2005 ].
بنابراين اسانس هاي گياهي در زمينه هاي فارماكولوژيكي، داروشناسي گياهي، ميكروبيولوژي پزشكي، كلينيكي و فيتوپاتولوژي شديداً غربالگري شده و مورد استفاده قرارگرفته-اند[Deferera et al., 2000 ].
1-6-3-روش های استخراج روغن های اسانسی
به دلیل کاربرد اسانس های اکثر گیاهان معطر در صنایع مختلف، یافتن بهترین روش استخراج برای بهبود کیفیت اسانس ها در راستای رسیدن به مناسب ترین ترکیب شیمیایی مورد نظر ضروری است. عمده ترین روش های تولید روغن های اسانسی بدین ترتیب می باشد:
الف) روش تقطیر که شامل تقطیر با آب، تقطیر با بخار آب، تقطیر با آب و بخار آب، تقطیر در خلاء و تقطیرمولکولی می باشد.
ب) روش عصاره گیری که شامل فشردن، استفاده از حلال های آلی فرار، استفاده از حلال های غیر فرار در دمای محیط و استفاده از حلال های غیر فرار طی حرارت می باشد.
ج) روش کاربرد گاز CO2
1-6-4-روش های جداسازی ترکیبات روغن های اسانسی
روغن های اسانسی معمولا مخلوط پیچیده ای از ترکیبات شیمیایی می باشند. بیشتر روغن ها از یک یا چند ترکیب اصلی و در کنار این ترکیب های اصلی، ترکیباتی دیگر با اهمیت کمتر تشکیل شده اند. بدلیل تنوع زیاد در میزان ترکیبات مختلف موجود در روغنها، مشکلات زیادی نیز ممکن است در جداسازی آنها بوجود آید[Barheim svendsen [ Scheffer, 1984]. برای جداسازی ترکیبات روغن های اسانسی از روشهای زیر استفاده می شود:
الف) تقطیر جزء به جزء
ب) کروماتوگرافی ستون مایع
ج) کروماتوگرافی لایه نازک
د) کروماتوگرافی گازی
ه) کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا
و) کروماتوگرافی جریان متقاطع قطره ای
ز) کروماتوگرافی جریان متقاطع محفظه ای چرخشی
1-6-4-1-روش کروماتوگرافی گازی(GC)5
کروماتوگرافی گازي که امروزه کاربرد گسترده اي دارد روشی براي جداسازي و اندازه گیري اجزاي فرار یک مخلوط در حداقل زمان بدون تجزیه شدن آنها می باشد.
قسمت هاي گوناگون دستگاه GC عبارت است از:
1- سیلندر گاز حامل(Carrier Gas Tank or Cylinder )
(Flow & Pressure Regulators) ادوات تنظیم فشار و جریان 2-
(Sample Injection Chamber) محل تزریق نمونه 3-
(Column) ستون 4-
(Detector) آشکارساز 5-
(Oven) محفظه هاي گرمکن 6-
(Recorder, Data System & Displayer) ثبات، داده پرداز و نمایشگر 7-
در کروماتوگرافی گازي فاز متحرك یک گاز بی اثر( هلیوم، نیتروژن، آرگون یا دی اکسید کربن) می باشد که معمولاً گاز حامل (Carrier Gas) نامیده میشود و در سیلندرهاي گاز ذخیره می گردد. گاز حامل برای ورود به دستگاه GC باید فشار و سرعت جریان (Flow) ثابتی که توسط کنترل کننده هاي فشار دائماً تنظیم می گردند، داشته باشد. نمونه هاي مورد آنالیز توسط سیستم تزریق(Injector) به درون ستون وارد می گردند. عمل جداسازي اجزاء توسط ستون انجام می گیرد و سپس این اجزاء شسته شده(elute) و توسط آشکارساز (Detector) تشخیص داده می شوند .خروجی آشکارساز توسط یک آمپلی فایر تقویت شده و سپس به یک سیستم ثبات فرستاده می شود. علایم خروجی از آشکارساز که به صورت میلی ولت بر حسب زمان ترسیم می شود یک کروماتوگرام (Chromatogram) نامیده می گردد .امروزه سیستم-هاي ثبات به صورت کامپیوتري و با نرم افزارهاي مجهز نظیر Galaxy،Stare ،Azur و Maitre امکان تجزیه و تحلیل کروماتوگرام را در حالت هاي مختلف فراهم نموده است. یک کروماتوگرام، شامل یک سري از پیک هاست که با اجزاء موجود در نمونه مطابقت دارند و در یک جهت روي یک خط پایه(Base. Line) قرار می گیرند. شناسایی پیک ها یا آنالیز کیفی (Qualitative Analysis) بر اساس زمان بازداري یعنی زمانی که طول می کشد تا ترکیب از محل تزریق شسته شود و در نهایت از ستون خارج شود، استوار است و آنالیز کمی بر اساس اندازه یا سطح زیر پیک (area) به دست می آید.
                             
1-6-5-بررسی تکنیک کروماتوگرافی گازی-طیف سنج جرمی (GC/MS) 6
این تکنیک یکی از مؤثرترین تکنیک ها برای جداسازی، آشکارسازی و تعیین ساختار ترکیبهای مخلوط های آلی پیچیده می باشد. در این دستگاه مولکول‌هاي گازي باردار بر اساس جرم آنها دسته‌بندي مي شوند. دستگاه GC/MS از دو قسمت GC (گاز کروماتوگرافی) و Mass (طیف سنجی جرمی) تشکیل شده است. این دستگاه مشابه دستگاه GC است، تنها تفاوت آن با GC معمولی این است که در این دستگاه آشکارساز مربوطه، آشکارساز Mass است.
در اين دستگاه GC و Mass از هم جدا نمي باشند و وارد كردن نمونه به دستگاه Mass از طريق GC مي باشد. در اين روش، اجزاء مختلف اسانس یا نمونه های فرار با نقطهی جوش پایین جداسازي مي شوند. طيف سنجي جرمي به عنوان آشكارساز امكان شناسايي پيك هاي كروماتوگرام گازي را ميسر مي سازد. از مقايسه ی الگوهاي شكست پيوندها و طيف جرمي اسانس با طيف جرمي موجود در كتابخانه ی دستگاه، ساختار تركيب مجهول را مي توان تعيين نمود.
1-7-مبحث آللوپاتی
علفهاي هرز گياهان خودرويي هستند كه در محلهاي نامناسب روييده و رقيبي براي گياهان كشت شده مي باشند و از لحاظ قدرت زندگي و مقاومت در شرايط نامساعد بر گياهان اصلاح شده زراعي برتري دارند] سپاسگذاریان، 1357 [. علفهاي هرز از طریق راه های مختلف، رشد گياهان اصلي كشت را تحت تأثير قرار مي دهند و به طور كلي از تمام عواملي كه در رشد و مقدار محصول گياهان زراعي مؤثر است استفاده كرده و عرصه را براي رشد و نمو و توليد محصولات گياهان زراعي تنگ مي كنند ] عصاره و همکاران، 1386[. استفاده از علف کشهايي كه منشأ بيولوژيك دارند به دليل نداشتن اثرات آلوده كننده برای محيط زيست از اهميت خاصي برخوردارند. امروزه پژوهش هاي گسترده اي در رابطه با استفاده از مواد شيميايي مختلف سنتز شده توسط گياهان، جهت كنترل علفهاي هرز در جريان است.
در سال 1998جامعه آللوپاتيك هر گونه فرآيندي كه از طريق توليد متابوليتهاي ثانويه توليد شده توسط گياه، جلبك، باكتري و ويروس بر رشد و نمو سيستم هاي بيولوژيك و كشاورزي تأثير بگذارد را دگرآسیبی (آللوپاتي) خواند. در نتيجه اين تعريف مكانيسم هاي در برگيرنده گياه-گياه، گياه-ميكروارگانيزم، گياه-ويروس، گياه-حشره و بر هم كنش گياه-خاك-گياه را نيز شامل مي شود[Gniazowska, 2005 ].
اگر چه تعريف دگرآسيبي هم جنبه هاي مثبت و هم منفي عمل تركيبات شيميايي را در بر مي گيرد اما بيشتر مشاهدات جنبه منفي اين تركيبات را تأييد مي كند[Gniazowska, [2005.
ترکیبات آللوشیمیایی تقریبا در تمامی قسمت های گیاه از جمله برگ ها، گل، میوه، ساقه، ریزوم و دانه وجود دارد[ Dulce, 1985 ].
تحقيقات نشان داده است كه اسانس هاي روغني و عصاره هاي استخراج شده از اندام هاي مختلف گياهان داراي اثر آللوپاتيك مي باشند[Duke, 1985 ].
مواد آللوشيميايي مي توانند به روشهاي مختلفي نظير تراوش از ريشه، نشت كردن و تجزيه بقاياي گياه از بافت هاي گياهي آزاد شوند.[Duke, 1985 ] همچنین مواد شیمیایی متنوعی می تواند از بخش های هوایی گیاه به وسیله باران یا قطرات شبنم نشت کنند[Cook, 1921].
از میان این ترکیبات می توان اسیدهای آلی، قندها، اسیدهای آمینه، ترکیبات پکتیک، اسیدجیبرلیک، ترپنوئیدها و ترکیبات فنلی را نام برد[ Dulce, 1985 ].
طیف وسیعی از مواد آللوشیمیایی قادرند با تغییر در مقدار کلروفیل در فرایند فتوسنتز گیاهان تحت تیمار، اثر بگذارند[Juboory [ Ahmad, 1994 ]. کاهش در مقدار کلروفیل می تواند در اثر افزایش فرایندهای متابولیسمی مربوط به سنتز رنگدانه های فتوسنتزی جدید باشد. علاوه بر این، علت کاهش کلروفیل ممکن است مربوط به آسیب هایی باشد که به سیستم های فتوسنتزی وارد آمده است[Babu [ Kandasamy, 1997 ].
در بیشتر گزارش های مربوط به دگر آسیبی، مهار رشد با کاهش کلروفیل همراه است که ممکن است نسبت به خسارت های دیگر سلولی یک اثر ثانویه ناشی از عملکرد مواد آللوشیمیایی ویژه-ای باشد[Juboory [ Ahmad, 1994 ].
يكي از توضيحات پيشنهادي در مورد توقف رشد و نمو دانه رستها طي تنش آللوپاتيك تغيير نرخ تنفس ميتوكندريايي است كه باعث كاهش توليدATP مي شود. ديده شده است كه كوماريل موجود در عصاره اكاليپتوس نرخ تنفس ميتوكندريايي را در پياز كاهش داده است .[Bernat et al., 2004 ]
كاهش توليد ATP مي تواند باعث تغيير در ساير فرآيندهاي سلولي از جمله جذب يونها و رشد كه مراحل پر مصرفي از نظر انرژي هستند، شود. كاهش رشد گياه در حضور تركيبات آللوپاتيك با توقف شديد ميتوز در سلولهاي مريستمي ريشه چه و ساقه چه همراه مي شود و در نتيجه طول ريشه چه و ساقه چه كاهش مي يابد[Bertin et al., 2003 ].
طبق گزارش Pandy و همكارانش افزايش غلظت عصاره اكاليپتوس نرخ تنفس، فعاليت آنزیم های کاتالاز و آميلاز را كاهش مي دهد. آنها نتيجه گرفتند كه اين امر باعث تغيير در ماكرومولكولها، پروتئينها و نوكلئيك ها اسيد مي شود[Singh [ Ranjana, 2003 ].
افزایش محتوای رنگدانه های کاروتنوئیدی و فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان می تواند از واکنشهای گیاه برای غلبه بر تنش های آللوپاتیکی باشد[Patel et al., 2002 ].
در نهایت می توان نتیجه گرفت که متابولیت های ثانویه گیاهی به عنوان آللوکمیکال ها، فقط بر یک عمل فیزیولوژیکی مؤثر نبوده و بر اعمال متعددی از جمله جوانه زنی دانه، تقسیم سلولی، طویل شدن سلولی، نفوذپذیری غشاء، جذب یون و فعالیت سیستم های آنتی اکسیدان اثرگذار می باشند[Mutlu [ Atici, 2009 ].
1-8-خصوصیات کلی تیره برگ بو
گیاهان این تیره به صور مختلف درخت يا درختچه اي (به ندرت علفی) همیشه سبز و ناخزان می باشند. گياهان تيره برگ بو داراي سلول هاي اسانس دار (غده هاي تك سلولی)، پراكنده در بخش هاي مختلف و سلول هاي موسيلاژدار، مخصوصاً در ناحيه پوست مي باشند. از مشخصات آنها این است که عموما برگهایی متناوب یا متقابل، ساده، بدون استیپول و غالباً چرمی دارند. همچنین گلهایی منظم و مجتمع بصورت خوشه یا گرزن متراکم دارند. پوشش گل آنها شامل دو ردیف 3 تایی و نافه گل آنها مرکب از 4ردیف 3 تایی از پرچم هاست. داخلی ترین ردیف پرچم-ها نیز حالت غیر زایا (استامینود) دارد. مادگی گلهای آنها مرکب از یک برچه و میوه آنها شفت و محتوی دانه بدون آلبومین ولی با جنین حجیم و لپه های روغن دار است] زرگری، 1369[.
1-9-خصوصیات گیاه شناسی گیاه برگ بو
برگ بو با نام علمی Laurus nobilis و نام های عمومی انگلیسیlaurel treel sweet bay گیاهی از تیرهLauraceae است. اين تيره داراي 1000 نوع گياه است كه در متجاوز از 40 جنس جاي دارند. از جنس هاي مهم آن Cinnamomum (دارای 100 گونه)، Nectandra (100 گونه)، Persea (10 گونه) و



قیمت: تومان

دسته بندی : پایان نامه ارشد

دیدگاهتان را بنویسید