UNIVERSITATEA “ALEXANDRU IOAN CUZA”
FACULTATEA DE BIOLOGIE
Coordonator stiintific,
Prof. Dr. MARIA-MAGDALENA
ZAMFIRACHE
Drd. an 3,
MAGDA COISIN
IASI, 2012
In terapeutica moderna, plantele aromatice au inceput sa aiba un rol tot
mai important dupa ce proprietatile terapeutice ale acestora au fost elucidate sau
confirmate atat experimental, cat si prin observatii clinice.
Plantele medicinale si aromatice reprezinta un domeniu de actualitate,
fiind folosite cu succes in prevenirea si tratarea multor afectiuni, avand in vedere
faptul ca organismul uman dispune de sistemul enzimatic necesar metabolizarii
lor. Multe dintre uleiurile volatile au o capacitate deosebita de difuziune prin
structurile organismului uman. Important este faptul ca aceste uleiuri, in cazul
administrarii lor corecte, nu provoaca dependenta si nu au efecte secundare
nocive, specifice multor medicamente de sinteza.
Proprietatile insecticide si repelente ale unor uleiuri esentiale si ale
componentelor acestora sunt, de asemenea, in atentia cercetatorilor in domeniu,
iar in acest sens s-au obtinut rezultate importante.
1. Dozarea spectrofotometrica a pigmentilor asimilatori din tesuturile
foliare si determinarea gradului de hidratare a acestora.
2. Inregistrarea intensitatii proceselor fiziologice de fotosinteza si
respiratie care au loc in aparatul foliar al taxonilor investigati.
3. Identificarea GC-MS a compusilor chimici din uleiurile volatile
obtinute prin hidrodistilare.
4. Observarea activitatii antimicrobiene a uleiurilor asupra a doua tulpini
de microorganisme test (Staphyllococcus aures si Escherichia coli).
OBIECTIVE
Gen Salvia
Subfam. Nepetoideae
Fam. Lamiaceae
MATERIALUL VEGETAL
Metoda de extracţie a uleiurilor vegetale
hidrodistilare, cu ajutorul unui dispozitiv de tip
Clevenger, in cadrul Laboratorului de Fiziologie
vegetala al Facultatii de Biologie, Univ. “Al. I.
Cuza” din Iasi.
Analiza gc-ms a uleiurilor volatile
prin metoda GC-MS (gaz-cromatografie cuplata
cu spectrometrie de masa). în cadrul Centrului
de Cercetări pentru Studiul Calităţii Produselor
Horticole al Facultăţii de Horticultură –
Universitatea de Ştiinţe Agricole şi Medicină
Veterinară Bucureşti.
Aparatul utilizat este un
gaz-cromatograf GC-MS Agilant.
Probe pentru testări :
1. Salvia aethiopis L
2. Salvia nemorosa L.
3. Salvia verticillata L.
Microorganisme test
a. Staphyllococcus aureus
b. Escherichia coli
Metoda microplăcilor
Protocol placi:
- m80 μl mediu de cultură (bulion nutritiv)
- 10 μl cultură bacteriană diluată 10-2
sau 10-3
- 100 μl ulei de testat cu diferite concentraţii
- 10 μl resazurină 0,01%
MATERIALE SI METODE UTILIZATE IN CERCETARILE MICROBIOLOGICE
REZULTATELE
C
E
R
C
E
T
A
R
I
L
O
R
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
mg
/g t
es. ve
g
Cantitatea de pigmenti asimilatori foliari la 3 specii de Salvia
Pigm.carot.
Clorof. b
Clorof. a
Clorof. a
mg/g tes. veg.
Clorof. b
mg/g tes. veg.
Pigmenti
carotenoizi
mg/g tes. veg.
Clorof.a / b
S. aethiopis (f. vegetativa) 0.88 0.31 0.0002 2.83
S. aethiopis (inflorire) 0.96 0.28 0.0003 3.42
S. aethiopis (fructificare) 0.55 0.17 0.0001 3.23
S. nemorosa (f. vegetativa) 0.58 0.28 0.0002 2.07
S. nemorosa (inflorire) 1.31 0.51 0.0003 2.56
S. nemorosa (fructificare) 0.81 0.42 0.0002 1.92
S.verticillata (f. vegetativa) 1.25 0.51 0.0004 2.45
S. verticillata (inflorire) 1.38 0.47 0.0004 2.93
S. verticillata (fructificare) 0.87 0.41 0.0002 2.12
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
f. v
eg
eta
tiva
infl
ori
re
fru
cti
fic
are
f. v
eg
eta
tiva
infl
ori
re
fru
cti
fic
are
f. v
eg
eta
tiva
infl
ori
re
fru
cti
fic
are
S.aethiopis S.nemorosa S. verticillata
mg
/g t
esu
t v
eget
al
Variatia raportului clorofila a/b in principalele fenofaze
clorofila a clorofila b cl a/cl b
Determinarea gradului de hidratare a tesuturilor foliare pe durata vegetatiei
S.U. (%) H2O (%)
S. aethiopis (f. vegetativa) 0.88 0.31
S. aethiopis (inflorire) 0.96 0.28
S. aethiopis (fructificare) 0.55 0.17
S. nemorosa (f. vegetativa) 0.28 0.58
S. nemorosa (inflorire) 1.31 0.51
S. nemorosa (fructificare) 0.81 0.42
S.verticillata (f. vegetativa) 1.25 0.51
S. verticillata (inflorire) 1.38 0.47
S. verticillata (fructificare) 0.87 0.41
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
f. v
eget
ati
va
infl
ori
re
fru
ctif
ica
re
f. v
eget
ati
va
infl
ori
re
fru
ctif
ica
re
f. v
eget
ati
va
infl
ori
re
fru
ctif
ica
re
S.aethiopis S. nemorosa S. verticillata
mo
l m -
2 s
-1
mg/g tesut vegetal
mo
l m -
2 s
-1
CO
2
Variatia intensitatii fotosintezei pe parcursul unei perioade de vegetatie la 3 specii de Salvia
Fotosintezaa (mmol m-2s-1) Lumina (mmol m-2s-1)
Procesul de fotosinteza se desfasoara mai intens la o iluminare a surafetei
foliare mai puternica, parametru ce afecteza direct proportional si nivelul
pigmentilor clorofilieni, implicati in proces.
Observam valorile cele mai ridicatecorespunzator perioadei de inflorire –
pentru primele 2 specii si fenofazei vegetative – la S. verticillata.
Biosinteza clorofiliana are loc odata cu maturarea aparatului foliar, sediul
procesului fotoasimilatiei.
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
f. v
ege
tati
va
infl
ori
re
fru
ctif
icar
e
f. v
ege
tati
va
infl
ori
re
fru
ctif
icar
e
f. v
ege
tati
va
infl
ori
re
fru
ctif
icar
e
S.aethiopis S. nemorosa S. verticillata
mo
l m -
2 s
-1
mg/g tesut vegetal
mo
l m -
2 s
-1
O2
Variatia intensitatii respiratiei foliare pe parcursul unei perioade de vegetatie la 3 specii de Salvia
Respiratia (mmol m-2s-1) Lumina (mmol m-2s-1) Clorofila (mg/g. tesut vegetal)
Tendinta de cresterea a intensitatii respiratiei foliare spre senescenta
plantelor se observa si in cazul acestor specii investigate, ceea ce inseamna
pierdere de substanta si din punct de vedere calitativ, plantele nu mai
poseda aceleasi calitati , ulei volatil extras din plante in aceasta fenofaza
fiind mai sarac in compusi si in cantitate mult redusa.
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
f. v
ege
tati
va
infl
ori
re
fru
ctif
icar
e
f. v
ege
tati
va
infl
ori
re
fru
ctif
icar
e
f. v
ege
tati
va
infl
ori
re
fru
ctif
icar
e
S.aethiopis S. nemorosa S. verticillata
mo
l m -
2 s
-1
mg/g tesut vegetal
mo
l m -
2 s
-1
H2
O
Variatia intensitatii transpiratiei la nivel foliar la cele 3 specii de Salvia
transpiratia (mmol m-2s-1) Lumina (mmol m-2s-1) Clorofila (mg/g. tesut vegetal)
Fotosinteza se desfasoara cu intensitate mai mare in prima parte a ciclului evolutiv al plantelor,
fenofazele de crestere vegetativa si inflorire, cand atinge valorile cele mai mari, pentru a descrie apoi o
panta descendenta pana spre sfarsitul vegetatiei, cand vor predomina procesele catabolice.
Pentru respiratie observam o situatie grafica inversa fotosintezei, cu valorimari, in toate cazurile,
in ultima fenofaza.
Transpiratia la nivel foliar a prezentat valori similare la S. nemorosa si S.verticillata, specii cu
acelasi ecotop, caractere biologice si perioada de recoltare. Pentru S. aethiopis observam o scadere
acuta a acestui proces, corelata cu temperaturile crescute estivale, specia fiind recoltata dintr-o zona
litorala. Ca adaptare la reducerea pierderilor de apa, aceasta specie prezinta si un indumentum foarte
dezvoltat.
Din punct de vedere chimic, uleiurile volatile sunt mixturi naturale complexe
si larg variabile de compusi ce apartin la doua grupuri: terpenoide si compusi
aromatici; predomina, in general, monoterpenele. Compozitia lor chimica ar putea fi
redata prin formula generala (C5H8)n.
Uleiurile voatile pot fi produse in aproape toate organele plantelor: flori,
muguri, tulpini, frunze, seminte si radacini si se acumuleaza in celulele secretoare, in
cavitati, canale si celule epidermice (Hussain et al, 2008).
Datorita proprietatilor lor antibacteriene si antifungice, farmaceutice si
alimentare, uleiurile esentiale sunt privite cu interes ca alternativa la produsele chimice
sintetice, pentru protectia echilibrelor ecologice (Burt, 2004).
ANALIZA GC-MS A ULEIURILOR VOLATILE
Compuşi chimici evidentiati (%) = 12
1. Germacren D - 31. 68
2. β-cariofilen - 24. 8
3. α-copaen - 17. 1
4. β-cubeben - 7. 03
5. α-cariofilen - 5. 55
1. 3.
Compozitia chimica a uleiului volatil de S. aethiopis, fenofaza infloririi
17.1
7.03 24.8
0.42
5.55
31.68
4.14
5.29 0.89
1.11 0.45
0.6
α-copaene β-cubebene β-cariophyllene aromadendreneα-cariophyllene germacrene Dbicyclogermacrene δ-cadinene
Compuşi chimici înregistrați (%) = 24
1. Sabinen - 38. 2
2. β-cariofilen - 19. 03
3. Germacren D - 18. 62
4. Cariofilen oxid - 3. 53
5. Elixen - 2. 98
1. 2.
Compozitia chimica a uleiului volatil de S. nemorosa, fenofaza de inflorire
2.07 0.38
33.93
1.30
1.41
1.25 0.88 2.61
3.88
0.712
0.30
0.3 0.53
19.86
6.37 0.30
11.87
0.81
0.51 4.21
0.48
0.51 5.45
ᾳ-tujon ᾳ-pinen Sabinenᵝ-pinen ᵝ-mircen ᾳ-terpinoden Cimol Limonen ᵞ-terpinen Terpinolen Pulegonă ᾳ-terpinil-acetat ᵝ-burbonen ᵝ-cariofilen ᾳ-cariofilen r-cadinen ᵝ-cubeben Elixenᵝ- cadinen Cariofilen oxid Alloaromadendren oxid(2)
Compuşi chimici înregistrați (%) = 30
1. Camfen - 16. 03
2. β-pinen - 15. 24
3. Sabinen - 14. 54
4. α-cariofilen - 8. 64
1.
2.
0.29
0.16 0.17
0.33
0.16
1.95
1.75
0.17
0.17 0.17
3.63 2.47
0.2
16.03
14.54 0.46 0.3
2.29 1.67
0.36
8.64
15.24
6.91
1.3 1.54
1.77 0.93
0.72 0.79
0.29
14.6
α-Pinen Camfen Sabinen β- Pinen Mircen o-Cimen (Cineol) Limonen trans- β- o- Cimen cis - β- o- Cimen Borneol Borneol acetat Terpinil acetatβ- Burbonen β- Cariofilen α- Cariofilen (z)- β- Farnesen γ- Neurolen Germacren D γ-Elemen γ-Cadinen
Compozitia chimica a uleiului volatil de S. verticillataa, fenofaza de inflorire
Evidentierea efectului antibacterian al uleiurilor volatile prin metoda difuzimetrica
o Zona de inhibare a dezvoltarii bacteriene
S1 – S. verticillata
S2 – S. aethiopis
S3 – S. nemorosa
Ec – Escherichia coli
G – gentamicina
M – martor
Figura 2. Testarea uleiului esenţial obţinut de la S. aethiopis Figura 1. Testarea uleiului obţinut de la S. verticillata
Determinarea M.I.C. prin metoda microdilutiilor succesive (microplacilor)
S1 – S. verticillata
S2 – S. aethiopis
S3 – S. nemorosa
Ec. – Escherichia coli
Stf. – Staphylococcus aureus
DMSO - dimetilsulfoxid
CONCLUZII
În materialul biologic cercetat, gradul de hidratare, conţinutul de substanţă uscată şi cantitatea de pigmenţi asimilatori din frunze variaza în funcţie de momentul de recoltare a plantelor (vârsta plantei), cantitatea de apa scazand invers proportional cu acumularea de materie organica.
Pigmentii clorofilieni au trasat o curba ascendenta pana la inflorire, si progresiv descendenta pana spre sfarsitul vegetatiei; biodegradarea clorofilelor poate fi corelata si cu scaderea intensitatii luminii.
Inregistrarea procesele fiziologice a aratat corelatia stransa dintre intensitatea acestora, cantitatea de clorofila si radiatia luminoasa ce cade pe suprafata frunzelor(Qleaf).
Pigmentii carotenoizi au fost gasiti in cantitati comparabile cu datele din literatura de specialitate.
Uleiul volatil produs de taxonii investigati este bogat în monoterpene si sesquiterpene. Cele trei specii de Salvia analizate prezinta in uleiul volatil unii compusi compusi comuni, dar exista si o anumita variabilitate interspecifica. De asemenea, s-au inregistrat variatii cantitative, dar si calitative, ale diferitilor compusi din uleiul volatil de la o fenofaza la alta.
Au predominat in compozitia uleiurilor urmatorii compusi: pentru S. aethiopis - ……, pentru S. nemorosa - …., iar pentru S. verticillata - … . Pentru ultimile doua specii, l-a care s-a analizat uleiul volatil in toate cele trei fenofaze, se poate observa ca cel mai mare numar de compusi in compozitia uleiului revine fenofazei de inflorire; deci, recoltate la acest moment, plantele prezinta un ulei cu activitate biologica optima.
S-a evidentiat efectul antibacterian mai pronuntat al uleiurilor volatile de la aceste specii, asupra bacteriilor Gram pozitive – Staphylococcus aureus – , decat asupra celor Gram negative – Escherichia coli – , fapt ce confirma datele din literatura de specialitate.
In determinarea concentratiei minime inhibitorii (MIC) a uleiurilor volatile, mai eficienta a fost cea a microdilutiilor succesive.
In ceea ce priveste metoda difuzimetrica, aceasta a furnizat informatii mai vagi, unul dintre impedimente fiind efectul de volatilizare al uleiurilor atunci cand sunt diluate intr-un mediu apos
• BIBLIOGRAFIE
JALSENJAK V., PELJNAJK S., KUSTRAK D., 1987 – Microcapsules of sage oil,
essential oils content and antimicrobial activity. Pharmazie, 42: 419–420
KAMATOU, G. P. P., A. M. VILJOEN, A. B. GONO-BWALYA, R. L. VAN ZYL,
S. F. VAN VUUREN, A. C. U. LOURENS, K. H. C. BASER, B. DEMIRCI, K. L. LINDSEY, J.
VAN STADEN AND P. STEENKAMP. 2005. The in vitro pharmacological activities and a
chemical investigation of three South African Salvia species. Journal of Ethnopharmacology. 102:
382–390
KAMATOU G. P. P., VILJOEN A. M., VAN ZYL R. L., VAN VUUREN S. F.,
FIGUEIREDO A. C., G. BARROSO J., PEDRO L. G. TILNEY P. M., 2006 – Chemical
composition, leaf trichome types and biological activities of essential oils of four related Salvia
species indigenous to South Africa. Journal of Essential Oil Research. 18: 72–79
KAMATOU G. P. P., ZYL R. L. V., VUUREN S. F. V., FIGUEIREDO A. C., MARINO M., BERSANI C., COMI G., 2001 - Impedance measurements to study the
antimicrobial activity of essential oils from Lamiacea and Compositae. International Journal of
Food Microbiology, 67: 187– 195
MASANGO P., 2004 – Cleaner production of essential oil by steam distillation.
Journal of Cleaner Production, 13: 833-839
Mass spectral library. 2001. NIST/EPA/NIH: USA, http://www.nist.gov/srd/nlstla.htm
MASSADA Y., 1976 – Analysis of Essential Oils by Gas Chromatography and Mass
Spectrometry. Wiley: New York
!
Top Related