دستگاه کلونجر ابعاد کوچکی دارد که جهت استخراج مواد موثر طراحی شده است. حجم خاصی از گیاه را داخل بالن ریخته، مبرد به دستگاه وصل شده و محلول در بالن حرارت داده میشود تا شروع به جوشیدن نماید. سپس، بخارات جمعآوری شده، در قسمت سرد کننده مایع شده و اسانس مورد نظر را در قسمت سهراهی شیر جمعآوری میگردد.
۱-۱۲-آنتیاکسیدانها و اهمیت آنها
در بدن به منظور مقابله با آسیب ناشی از رادیکالهای آزاد سیستمی به نام سیستم دفاع آنتیاکسیدانی وجود دارد]۹۸[. در صنعت مواد غذایی هر ترکیبی که گسترش تندی^[۱۵] ناشی از اکسیداسیون را به تأخیر انداخته یا ممانعت کند، آنتیاکسیدان نامیده میشود که شامل دو نوع سیستم آنزیمی و غیرآنزیمی است]۱۹، ۶۱ و ۱۰۰[. آنزیمهایی چون سوپر اکسیددیسموتاز^[۱۶]، گلوتاتیونپراکسیداز^[۱۷] و کاتالاز^[۱۸] اجزای تشکیل دهنده سیستم دفاعی آنزیمی به عنوان مهمترین سیستم آنتیاکسیدانی سلولی هستند. در مقابل، ترکیباتی مانند ویتامین E (آلفاتوکوفرول)، کارتنوئیدها، اسید آسکوربیک، بیلیروبین، بتاکاروتن، اسید اوریک، گلوتاتیون، ترکیبات فنولی و برخی هورمونها مانند استروژن و آنژیوتانسین سیستم دفاعی غیرآنزیمی را تشکیل میدهند و با جلوگیری از رادیکالهای آزاد، ترمیم صدمات وارده، افزایش دفع مولکولهای صدمه دیده و به حداقل رساندن جهشهای سلولی، آسیب ناشی از فعالیت رادیکالهای آزاد را به حداقل میرسانند]۶۲، ۸۱ و ۱۰۱[.
استفاده از یک ماده برای افزایش کیفیت غذایی، به معنای تأخیر انداختن اکسیداسیون چربیها، برای قرنها مورد توجه بوده است. با این حال این عمل از دیدگاه شیمی شناخته نشده بود. در سال ۱۷۹۷، برتولت و بعد از آن دیوی، نخستین مشاهده علمی با بهره گرفتن از بازدارندههای اکسیداسیونی را به ثبت رساندند. نخستین گزارش استفاده از آنتیاکسیدانها برای غذاهای چرب، در مورد استفاده از آنتی اکسیدانهای طبیعی بوده است. در سال ۱۹۲۶ برای نخستین بار امکان استفاده از مواد شیمیایی سنتزی به ویژه ترکیبات فنولیک گزارش شد. سپس، تحقیقات سیستماتیک در مورد فعالیت آنتیاکسیدانها آغاز شد و بعد از این مرحله بود که اثر سینرژیسم آنتیاکسیدانها گزارش شد. از اوایل دهه ۱۹۶۰ به دلیل استفاده از روش های دقیق دستگاهی، اتواکسیداسیون لیپیدهای غیراشباع و مکانیسم آنتیاکسیدانی، به طور دقیق مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت]۱۱۵[.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

در سیستمهای بیولوژیک، خواص فیزیکی ترکیبات، تعیین کننده محیطی است که در آن آنتیاکسیدان حضور دارد. گلوتاتیونها محلول در آب هستند و میتوانند در خارج سلول یا درون سیتوپلاسم باشند. کاروتنوئیدها که به شدت هیدروفوب هستند، درون غشاهای بیولوژیک حضور دارند و به مولکولهایی که بخشهای بسیار هیدروفوبیک دارند مثل لیپو پروتئینها متصل میشوند. قرار گرفتن استخلاف بر کارتنوئیدها، جهتگیری آنها را درون غشاء به شدت تغییر میدهد]۹۱[.
۱-۱۲-۱- طبقه بندی آنتی اکسیدان ها
آنتیاکسیدان را در دو گروه مجزا قرار میدهند. آنتیاکسیدانهای اولیه که به آنها زنجیره شکن هم میگویند، با رادیکالها واکنش میدهند و محصولات پایداری تولید میکنند. توکوفرولهای طبیعی و سنتزی، فنولیکها و هیدروکسی فنولیکها، آلکیلگالاتها، بوتیلات هیدروکسی تولوئن(BHT) ، ^[۱۹]THBQو غیره در این گروه قرار میگیرند]۹۹[. عمل آنتیاکسیدانهای نوع اول به این صورت است که از اکسیداسیون نوری و یا تشکیل اکسیژن منفرد جلوگیری میکنند. آنتیاکسیدانهای نوع اول به رادیکالهای آزاد میپیوندند و در بیشتر موارد با رادیکالهای پروکسی واکنش میدهند]۱۰۱[. با اضافه نمودن یک اتم هیدروژن به رادیکالپراکسی، این رادیکال به پراکسید تبدیل می شود. رادیکالهای حاصل از آنتیاکسیدان، باید انرژی پایینی داشته باشند تا احتمال کاتالیز کردن واکنشهای اکسیداسیون کاهش یابد. این رادیکال تولید شده به وسیله یک هیبرید رزونانسی پایدار به سطح پایین انرژی میرسند]۸۰[.
آنتیاکسیدان ثانویه نیز از طریق مکانیسمهای متعددی فرایند اکسیداسیون را به تأخیر میاندازند. تفاوت اصلی این آنتیاکسیدانها با آنتیاکسیدانهای نوع اول، این است که آنتیاکسیدانهای ثانویه، رادیکال آزاد را به مولکولهای پایدار تبدیل نمیکنند. آنها یونهای هیدروژن را در اختیار آنتیاکسیدانهای نوع اول قرار میدهند و نیز تجزیه پر اکسید با مکانیسم پراکسیدولیز یونی مکانیسم منحصر به فردی برای آنتیاکسیدانهای ثانویه میباشد. آنها به عنوان گیرندهی اکسیژن عمل میکنند. همچنین جذب اشعه ماورابنفش و اثر غیر فعال سازی یونهای فلزات واسطه مکمل، از وظایف آنتیاکسیدانهای ثانویه(زنجیرهشکن و بازدارنده) به شمار میآید]۱۰۱[.
یونهای فلزی مانند آهن و مس از طریق فعالیت کاتالیزوری اکسیداسیون لیپیدها را تسریع میکنند. عوامل کمپلکس کننده فلزات، با کمپلکس کردن این فلزات مانع فعالیت آنها میشوند. اسیدسیتریک، ایزوپروپیل سیترات، اسیدهای آمینه، اسید فسفریک، اسید آسکوربیک، آسکوربیل پالمتات و اتیلندی آمینتترااتیک اسید از جمله این عوامل به شمار میروند]۹۹[. فنیل سالیسیلات و هیدروکسی بنزوفون از انواع آنتیاکسیدانهای ثانویه هستند که اشعه ماورابنفش را جذب میکنند]۱۹[.
کمپلکس کنندهها قادرند فعالیت آنتیاکسیدانی فنولیک را تقویت کنند. تصور بر این است که کمپلکسها آنتیاکسیدان اولیه را مجددتولید می نمایند. در سیستم روغنهای غذایی، فسفولیپیدها، آسکوربیک اسید و آسکوربیل پالمتات به عنوان تشدید کننده(کمپلکس کننده) آنتیاکسیدانها شناخته شدهاند. آسکوربیک اسید به همراه آلفاتوکوفرول، اثر سینرژیستی نشان می دهند. تأثیر تشدیدکنندگی این مخلوط، به دلیل توانایی توکوفرول، در شکستن زنجیره ها و کلاتهکردن فلزات توسط اسید سیتریک می باشد. معمولا در سیستمهای غذایی برای افزایش کارایی از آنتیاکسیدانهای اولیه، سینرژیست و کلاته کنندهها به همراه هم استفاده میکنند. در نتیجه تجزیه پراکسیدها که پیش ساز بوها و طعمهای نامطلوب در غذا هستند به تعویق میافتد]۹۹[.
۱-۱۲-۲- آنتیاکسیدانهای موجود در غذا
اولین تلاشها برای پیدا کردن آنتیاکسیدان غذایی در برابر دانسیدیتی اکسیداتیو ۶۰ سال پیش انجام گرفت. در آن زمان از مواد طبیعی مختلفی به این منظور استفاده میشد. اما بزودی این آنتیاکسیدانها با ترکیبات سنتزی جایگزین شدند، زیرا آنتیاکسیدان سنتزی ارزانتر، در دسترستر، با کیفیت یکنواخت تر و اثر آنتیاکسیدانی بیشتری هستند. به تدریج ، آنتیاکسیدانهارا محدود به ترکیباتی کرد که از نظر امنیت غذایی ، تأیید شده باشند.
۱-۱۳- تأثیر تنشهای محیطی بر میزان فعالیت آنزیمهای آنتیاکسیدان
از جمله تنشهای محیطی تنش اشعه uv را نام برد، در هنگام مواجه با تنش اشعه UV گیاه جهت حفاظت خود مقدار موم را در سطح برگ افزایش میدهد که سبب بلوکه کردن اشعه ی UV-B میشود و بدین طریق از رسیدن آن به بافتهای زیرین جلوگیری میشود البته اثرات مستقیم اشعه UV-B بر بیوسنتز مومها پیچیده است و هنوز کاملا مشخص نیست افزایش تولید ترکیبات ثانویه سازوکار دیگری است که شامل فلونیکها، فلاونوئیدها، فلاوین، آنتوسیانین در لایه اپیدرمی (اپیدرم ۹۵-۹۹ درصد این اشعه را بلوکه میکند و اجازه عبور بیشتر را نمیدهد ) باشد ،که برای دفاع گیاه و حفاظت در برابر اشعه فرابنفش موثراست. البته ترکیبات جاذب UV-B بیشتر به فرم فنیل پروپانوئید که میتوانند شامل : فلانوئیدها ، فلاوین، انتوسیانین،سینامیک اسید،کومارین ولیگنینها باشد، که این ترکیبات خاصیت آنتیاکسیدانی در گیاه دارند.
مطالعات مختلف آساد]۲۱[ به تشریح سیستم آنتی اکسیدان تیلاکوئیدی و استرومایی در کلروپلاست پرداخته و این دو سیستم را در گیاهان عامل مهمی در جلوگیری از تجمع ^[۲۰]ROS در اندام هوایی می داند. طبق مدل پیشنهادی وی SOD، APX^[21]،^[۲۲]GR آنزیم های کلیدی آنتی اکسیدان در زدودن ROS در گیاهان به حساب می آیند. از آنجا که جایگاه اصلی آنزیم APX در کلروپلاست می باشد، بنابر این اختلال در فتوسنتز و ایجاد ROS در کلروپلاست ها بیشتر منجر به فعال شدن APX و به تبع آن GR که جزو سیستم های آنزیمی آنتی اکسیدان کلروپلاستی است، می گردد. با این وجود نقش APX در حذف H₂O₂ در درجه دوم اهمیت قرار دارد. لذا برای APX نقش های دیگری از جمله نقش آن در جوانه زنی و تنظیم مقدار H₂O₂ به عنوان سوبسترا برای سایر آنزیم ها نیز پیشنهاد شده است]۲۲ و ۲۳[. اعمال تنش های متفاوت می تواند سبب القای فعالیت برخی آنزیم های آنتی اکسیدانی شده در حالی که فعالیت برخی دیگر از آنزیم ها تحت تأثیر این شرایط کاهش می یابد. اسمیرنف]۱۰۴ [نشان داد که در اثر تنش خشکی فعالیت APX کاهش می یابد و در عوض بر فعالیت GR افزوده می شود. نتایج آقایی]۲[ نشان داد که فعالیت APX و GR در اندام هوایی رقم مقاوم سیب زمینی تحت تنش شوری به طور معنی داری افزایش یافت و فعالیت CAT در آنها اندکی افزایش یافت. مطالعه بر روی نخود نیز نشان داد که در اثر شوری افزایش آنزیم های آنتی اکسیدانی را شاهد مشاهده میگردد. طی تنش خشکی در گیاه زیتون، شوری در نخود، تنش سرما در ذرت، سرما و خشکی در سویا با افزایش آنزیم های آنتی اکسیدانی دیده میشود.
۱-۱۴- تنش های اکسایشی و واکنش های گیاه به آن
هر گونه تغییر در شدت و کمیت عامل غیر زیستی (دما، رطوبت نسبی، شدت نور و عناصر غذایی) که منجر به تغییر در فرم نرمال فزیولوژی گیاه شود به عنوان تنش شناخته می شود. از دیدگاه بیولوژی تنش اثر و نیروی ناسازگاری است که تمایل دارد از عملکرد سیستم های نرمال ممانعت به عمل آورد]۶۴[. در اثر ایجاد تنش، گونه های فعال اکسیژن تولید می شود. این گونه ها به دلیل تهییج الکترونی دارای انرژی زیاد و یا دارای بار الکترونی اضافی هستند. به عبارت دقیق تر در شرایط تنش، هموستازی اکسید شدن و احیای درون سلولی دچار اختلال و عدم پیوستگی شده که در نتیجه آن گونه های فعال اکسیژن تشکیل شده و تنش اکسایشی ایجاد می شود. با افزایش گونه های فعال اکسیژن یا رادیکال های آزاد یک تنش اکسایشی ایجاد می شود که نتیجه آن پیری زودرس، افزایش نفوذ پذیری و نشت یون ها از غشای سلولی، پیری و کاهش فتوسنتز در گیاهان است]۴۶[. رادیکال های آزاد منجر به آسیب سلولی از طریق سازوکار پراکسیده شدن لیپیدی (عمدتاً غشای سلولی) و بلوکه کردن سیستم های ضد اکسایش طبیعی می شوند. از طریق اندازه گیری مالون دی آلدهید(MDA) که نتیجه پراکسیده شدن لیپیدی است، می توان به میزان تنش وارد شده به سلولهای گیاهی پی برد]۵۰[. در شرایط تنش های اکسایشی با تولید حد واسط های اکسیژنی که انواع فرم های نسبتاً احیا شده و یا پر انرژی اکسیژن اتمسفری (O₂) هستند، گیاه متوجه می شود که تنش به آن وارد شده و انواع سیستم های دفاعی از قبیل آنزیم ها را برای دفاع در برابر آن ها فعال می کند. اساس اندازه گیری میزان تنش ایجاد شده برای گیاه در بسیاری از مواقع اندازه گیری فعالیت آنزیم های پر اکسیداز مانند پر اکسید هیدروژن (H₂O₂) است، در صورت تجمع بیش از حد این اکسیژن های فعال شده، انواع آسیب های سلولی مثل پراکسیده شدن لیپیدهای غشا، اکسیداسیون پروتئین ها، ممانعت آنزیمی و آسیب به DNA و RNA در سلول اتفاق می افتد. رادیکال های آزاد اکسیژن یا واکنش های پراکسیده شدن لیپید ها، در غشای گیاهی به طور انتخابی اسیدهای چرب غیر اشباع را تجزیه خواهند کرد و سبب تجمع آلدهید ها، هیدروکربن ها و غیره می شوند]۵۰[. لذا در برخی تحقیقات به منظور تعیین میزان اثر تنش های محیطی روی غشای سلول های گیاهی، میزان فرآورده های حاصل از پراکسیده شدن لیپید ها از قبیل مالون دی آلدهید(MDA) و یا پر اکسید هیدروژن(H₂O₂) را اندازه گیری می نمایند و از نتایج آن به دخیل بودن رادیکال های آزاد اکسیژن در پاسخ به تنش پی می برند]۸۳[. اشرف و علی]۲۴[ دریافتند فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی مثل کاتالاز و پراکسیداز در برگ های کلزا تحت تنش شوری افزایش می یابد.
۱-۱۵- اثر تنش دمایی بر نشت الکترولیت^[۲۳] ها
در بین انواع تنش های زمستانه، یخ زدگی به عنوان یکی از مهم ترین تنش های زمستانه معرفی شده است]۳۷[ و به همین دلیل در اغلب آزمایش ها محققان تحمل به یخ زدگی را به عنوان یک شاخص مناسب مورد تأکید قرار داده اند]۵۸[. برای یافتن روش های ارزیابی سریع و مؤثر تحمل به یخ زدگی در گیاهان، تا کنون تحقیقات زیادی انجام شده است. یکی از این روش های ارزیابی، اندازه گیری نشت الکترولیت از سلولهای گیاهی پس از اعمال تنش یخ زدگی می باشد. هنگامی که بافت های گیاه در اثر سرما آسیب می بینند، فعالیت غشاء مختل شده و الکترولیت های داخل سلول به خارج از آن نشت می کنند. آزمایشات نشان داده است که اولین مکان خسارت در اثر سرما، غشاء سلولی است و سرما باعث تغییر حالت غشاء از کریستال- مایع به حالت جامد-ژل می شود و با این تغییر، فعالیت غشاء مختل می گردد]۶۰ و ۶۳[. به همین دلیل اندازه گیری میزان نشت الکترولیت ها از بافت های گیاهی به عنوان روشی مناسب برای تخمین تراوایی غشاء در ارتباط با اثر تنش های محیطی بر ژنوتیپ های مختلف گیاهی مورد استفاده محققان قرار گرفته است]۳۹ و ۴۸[.
پیراس و همکاران]۸۹[ بیان نمودند که میزان مقاومت به یخ زدگی در برگ ها، طوقه ها و ریشه های گندم از طریق روش نشت الکترولیت ها قابل ارزیابی است. کاردونا وهمکاران]۳۹[ اثر خوسرمایی^[۲۴] و عدم خوسرمایی را بر نشت الکترولیت اندام های مختلف (ریشه، طوقه و برگ) سه اکوتیپ پاسپالوم (Paspalum vaginatum swartz) مورد بررسی قرار داده و دریافتند که با کاهش دما نشت الکترولیت در اندام های مختلف هر سه اکوتیپ، روند افزایشی داشت. نظامی و همکاران اثر تنش یخ زدگی بر نشت الکترولیت ها در دو توده بومی رازیانه (خراسان، کرمان) بررسی کردند و به این نتیجه رسیدند با کاهش دمای یخ زدگی درصد نشت الکترولیت در اندام های مختلف، به طور معنی داری تحت تأثیر قرار می گیرد و در بین دو توده مورد بررسی دمای ۵۰ درصد کشندگی(_۵۰LT) بر اساس درصد نشت الکترولیت ها در توده کرمان کمتر بود.
۱-۱۶- مطالعات انجام شده بر روی خواص دارویی بومادان تحت تنش و تنوع محیطی
میرزایی و همکاران ]۱۳[ میزان کل ترکیبات فنولیک و فعالیت آنتی اکسیدانیبومادران، درمنه و بابونه را ارزیابی نمودند و نشان دادند که عصاره هیدرو الکلی بومادران، درمنه و بابونه در تمام مدل های مورد مطالعه، سطوح متفاوتی از فعالیت آنتی اکسیدانی از خود نشان دادند و بهترین فعالیت آنتی اکسیدانی مربوط به گیاه درمنه بود. اقدامی و همکاران]۴۸[ با معرف فولین و متد آلومنیوم کلرید از عصاره ی گیاه بومادران هزار برگ، میزان فنولیک و فلاونوئید آن را ارزیابی نمودند. غنی و همکاران ]۶[ عکس العمل گونه های مختلف جنس بومادران به تنش خشکی ناشی از پلی اتیلن گلیکول در مرحله ی جوانه زنی را ارزیابی کردند. در این مطالعه به ترتیب بیشترین مقاومت مربوط به A. bieberseiniiو کمترین مقاومت مربوط به گونه A. nobilis بود. مقاومت گونه های A.wihelmsii و A.filipendula حد واسط این دو گروه بودند. غنی و همکاران ]۹[ ارزیابی پتانسیل زینتی پنج گونه وحشی بومادران کشت شده در شرایط آب و هوایی مشهد را مطالعه نمودند. در مطالعه آنها گونه های A.wihemsii و A.eriophora بیشترین تعداد گل آذین جانبی را داشتند و زود تر از دیگر گونه ها وارد مرحله زایشی شدند. آپلوکوییست^[۲۵] و همکاران ]۲۵[ فعالیت به نژادی، فعالیت زیستی و دارویی گیاه بومادران را مطالعه کردند. بنتیس^[۲۶] و همکاران ]۲۸[ کل ترکیبات فنولیک بومادران و کمیت ترکیبات آن را با بهره گرفتن از HPLC بدست آوردند. دخانی و همکاران ]۴۴[ تجزیه و تحلیل ترکیبات فنولیک و معطر در گونه های انتخاب شده در بومادران را بررسی کردند. و شمار زیادی از ترکیبات معطر در A. millefolium وA. tenuifolia را گزارش کردند. در بین گونه ها، A. millefolium سطوح بالایی از کل ترکیبات فنولی و اسید تارتاریک را در مقایسه با سایر گونه ها نشان دادند. جایمند و همکاران]۱۱۲[ میزان ترکیب کوئرسیتین و استخراج آن از اندام های مختلف سه گونه بومادران شامل: A.millefolium، A. bieberseinii و A. tenuifolia مورد بررسی قرار دادند و مشاهده کردند، مقدار این ترکیب در گل و برگ A.millefolium با روش خیساندن با حلال متانولی بیشترین بود و کمترین کوئرستین در روش استخراج با کلروفوم، در برگ A. millefolium، ساقه A. bieberseinii و ساقه A. tenuifolia بود. عاشور آبادی و همکاران [۷] تأثیر کمبود آب بر عملکرد و درصد اسانس گونهA.millefolium را مورد ارزیابی قرار دادند. چهار سطح آبیاری شامل: تنش ملایم، تنش متوسط، بدون تنش و تنش شدید بود و نتایج آنها نشان داد که آبیاری کامل و تنش شدید موجب کاهش عملکرد گل و اسانس می شود. اعمال تنش ملایم و متوسط، موجب افزایش عملکرد گل و درصد اسانس گردید. گودایت و رادوسین]۵۶[ در مطالعه خود تنوع مورفولوژیکی نمونه جمعیت های مختلف گونه A. millefolium را بررسی نمودند. شانزده صفت ارزیابی کردند ولی صفت رنگ گل به دلیل به دلیل داشتن طیف رنگی وسیع از سفید تا ارغوانی اهمیت بیشتری برخوردار می باشد.
در تحقیق حاضر نظر به اهمیت گیاه دارویی بومادران در عرصه های پزشکی و کشاورزی، ارزش بالای آن در فضای سبز به عنوان گیاه زینتی و همچنین به منظور حفظ و نگهداری این گیاه در ژرم پلاست این تحقیق به منظور شناخت روند ترکیبات موثره در طی فصول سال و همچنین رسیدن به اهداف مورد بررسی انجام گرفت.
فصل دوم
مواد و روش ها
۲-۱- جمع آوری و کاشت نمونه های گیاهی
این پژوهش درسال ۱۳۹۰ تا ۱۳۹۲ درمزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی اصفهان واقع در ۳۲ درجه شمالی و ۵۱ درجه شرقی اجرا شد. دراین منطقه متوسط بارندگی سالیانه۱۲۲٫۸ میلیمتر،حداکثروحداقل دمای مطلق سالیانه به ترتیب ۴/۲۳ و ۱/۹ درجه سانتیگراد میباشد و دارای اقلیم فراخشک سرد است (جدول۱).موادگیاهی مورد مطالعه دراین آزمایش شامل۱۰ نمونه جمعیتی از ۶ گونه ی بومادران بود (جدول۲). همه موادگیاهی مورد مطالعه دراین پژوهش ازکلکسیون گیاهان دارویی دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی اصفهان تهیه گردیدند. نمونه هابه صورت غیرجنسی برداشته شدند ودرکرتهایی به ابعاد ۱×۱، در عمق ۱۰ سانتیمتری سطح خاک کشت شدند.
^{جدول۲-۱- معرفی خصوصیات زمین مورد کشت.}