پایان نامه ارشد رشته کشاورزی : بررسی دو روش استخراج بر اسانس و ترکیبات شیمیایی دو گونه بومادران

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته کشاورزی گرایش علوم باغبانی– فیزیولوژی و اصلاح گیاهان دارویی

با عنوان :بررسی دو روش استخراج بر اسانس و ترکیبات شیمیایی دو گونه بومادران

در ادامه مطلب می توانید تکه هایی از ابتدای این پایان نامه را بخوانید

و در صورت نیاز به متن کامل آن می توانید از لینک پرداخت و دانلود آنی برای خرید این پایان نامه اقدام نمائید.

دانشگاه آزاد اسلامی واحد دامغان

جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد(M.Sc.)

رشته مهندسی کشاورزی علوم باغبانی– فیزیولوژی و اصلاح گیاهان دارویی

عنوان پایان نامه

بررسی دو روش استخراج بر اسانس و ترکیبات شیمیایی دو گونه بومادران

(Achillea santolina, Achillea millefolium)

استاد راهنما

دکتر بهاره کاشفی

استاد مشاور

دکتر حمید هاشمی مقدم

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه : (ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب

عنوان صفحه
چکیده 1
فصل اول  
مقدمه 3
سطح زير كشت گياهان دارويي 4
ارزش اقتصادی و صادرات گياهان دارويي 4
کاربرد گیاهان دارویی 6
تاریخچه استخراج اسانس 7
اسانس­گیری با مایکروویو 9
مکانیسم روش مایکروویو 9
نکات مهم در روش اسانس­گیري با امواج مایکروویو 9
محاسن روش اسانس­گیري همراه با امواج مایکروویو 10
معایب روش اسانس­گیري همراه با امواج مایکروویو 10
اسانس­ها و خواص فیزیکی آنها 11
کاربرد اسانس 11
ترکیبات موجود در اسانس­ها 13
تفاوت اسانس­ها با روغن­های معمولی 14
استخراج اسانس از گیاهان 15
آماده‌سازی اندام‌های گیاهی برای تقطیر 16
تغییرات شیمیایی اسانس­ها در جریان تقطیر 16
نگهداری اسانس 17
انواع روش­های استخراج 18
تشخیص ترکیبات موجود در اسانس با استفاده از روش­های جداسازی 20
ترکیبات شیمیایی اسانس­ها 21
بومادران 23
عنوان صفحه
مشخصات گیاه 24
تیمارهای مورد نیاز جهت برطرف کردن دوره خواب بذر 25
واریته­های مختلف بومادران 26
منشا بومادران 26
محل رویش در ایران 26
اقلیم مورد نیاز گیاه 26
بافت خاک مناسب رشد گیاه 27
ترکیبات شیمیایی 27
اسانس بومادران 27
اندام مورد استفاده 27
خواص درمانی 28
نکات احتیاطی 28
فصل دوم  
فرآیند خشک کردن قبل از اسانس­گیری 30
مروری بر تحقیقات انجام گرفته 30
درمنه 32
فلفل سیاه 33
اسطخودوس 33
نعناع 34
مرزه 34
مرزنگوش 35
رزماری 35
مرکبات 36
مریم گلی 36
برگ بو 36
اکالیپتوس 37
عنوان صفحه
گیاهان دیگر 37
فصل سوم  
مواد و وسایل مورد نیاز 43
شناسایی و جمع­آوری گیاه بومادران 43
خشک­کردن جهت اسانس­گیری 43
تعیین درصد رطوبت گیاه 44
استخراج به روش تقطیر با آب 44
مشخصات دستگاه کلونجر 44
روش کار با کلونجر 45
استخراج با دستگاه مایکروویو 45
مشخصات دستگاه مایکروویو 46
روش کار با مایکروویو 46
شناسایی ترکیبات شیمیایی موجود در اسانس بومادران 47
مشخصات کروماتوگرافی گازی با طیف سنج­جرمی (GC/ MS) 47
فصل چهارم  
بررسی توان­های مختلف مایکروویو بر بازده اسانس دو گونه بومادران 49
بررسی زمان­های مختلف مایکروویو بر بازده اسانس دو گونه بومادران 50
بررسی ترکیبات شیمیایی شناسایی شده با دو روش کلونجر و مایکروویو در گونه Achillea santolina توسط دستگاه GC/MS 51
بررسی ترکیبات شیمیایی شناسایی شده در گونه Achillea millefolium توسط دستگاه GC/MS 54
رابطه میان توان دستگاه و مواد خروجی در زمان یکسان (15 دقیقه) 57
رابطه میان زمان با مواد خروجی با قدرت 700 وات در زمان­های متفاوت 58
مقایسه توان با مهم­ترین ترکیبات تشکیل­دهنده اسانس Achillea santolina 59
مقایسه توان با مهم­ترین ترکیبات تشکیل­دهنده اسانس Achillea millefolium 59
مقایسه زمان با مهم­ترین ترکیبات تشکیل­دهنده اسانس Achillea santolina 60
عنوان  

صفحه

مقایسه توان با مهم­ترین ترکیبات تشکیل­دهنده اسانس Achillea millefolium 61
فصل پنجم  
بررسی بازده اسانس در دو روش مایکروویو و کلونجر 63
مقایسه ترکیبات شیمیایی اسانس دو گونه بومادران در دو روش مایکروویو و کلونجر 65
رابطه توان‌های متفاوت مایکروويو و مواد خروجی در زمان یکسان (15 دقیقه) 67
رابطه زمان­های متفاوت مایکروويو با مواد خروجی در قدرت يکسان (700 وات) 67
مقایسه ترکیبات شيميايي اسانس در توان‌های مختلف مایکروويو 67
مقایسه ترکیبات شيميايي اسانس در توان‌های مختلف مایکروويو 68
نتیجه گیری کلی 69
پیشنهادات 70
پیوست­ها 71
منابع 81

چکیده

استخراج، اولين مرحله اساسي را در تحقيقات گياهان دارويي تشكيل مي­دهد و آماده­سازي عصاره­ها از گياهان، نقطه شروعي براي جداسازي و خالص­سازي اجزاي شيميايي در گياهان هستند. روش­هاي مختلف استخراج به طور وسيعي به منظور بدست آوردن چنين تركيب­هاي طبيعي با ارزشی بررسي شدند. تقطیر با مایکروویو، فن‌آوری جهت استخراج سریع اسانس­ها از گیاهان معطر، ادویه­ای، بذور خشک و گیاهان ­دارویی می­باشد.

دو گونه گیاه بومادران با نام santolina Achillea و Achillea millefolium از منطقه کوهستانی و ارتفاعات شهرستان طالقان، استان البرز جمع­آوری شد. گياهان پس از خشک شدن در سایه، با استفاده از روش سنتی تقطیر با آب و مایکروویو در زمان‌های مختلف در سه سطح از توان (300، 500 و 700 وات)، اسانس‌گيری شدند و درصد بازده اسانس­ها با توجه به وزن خشک گیاه، محاسبه و با یکدیگر مقایسه گرديد. بیشترین مقادیر بازده به ترتیب گونه و روش استخراج با کلونجر در 5/2 ساعت و مایکروویو در مدت زمان 30 دقیقه و توان 700 وات 32/0% و 88/0%، و 25/0% و 64/0% بود.

ترکیبات اسانس استخراج شده توسط دستگاه GC-MS مورد بررسی قرار گرفتند. در اسانس گیاه A. santolina مقدار ترکیبات اکسیژن­داری مثل 1 و 8- سینئول، کریسانتنون، کامفور، برونئول، آلفاترپینئول نسبت به روش کلونجر بیشتر بود. همچنین هیدروکربن­های منوترپنی مثل پارا­زایلن، آلفا­پینن، 1 و8 سینئول، پارامنتاتریئن، کریسانتنون، کامفور، برنئول، گاما ترپینن، آلفاترپینئول در روش مایکروویو افزایش يافت. در اسانس گیاه A. millefolium در روش مایکروویو مقدار ترکیبات اکسیژن­داری مثل 1 و 8- سینئول، پینوکارون، آلفاترپینئول، لاواندولیل‌استات نسبت به روش کلونجر بیشتر بود. همچنین هیدروکربن­های منوترپنی مثل پارازایلن، 1 و 8 سینئول، لاواندولیل‌استات، گاماترپینن، آلفاترپینئول، گامازایلن، بتالاواندولل، پینوکارون، دی متیل‌آدامانتان در روش مایکروویو افزایش يافت. ترکیبات سسکوئی­ترپنی مثل کاریوفیلادی­ان، آرومادندرون، آلفاجورجوئن نیز در روش مایکروویو افزایش داشتند.

نتايج تحقيق نشان داد روش مایکروویو، موجب افزایش بازده اسانس با مقادیر بالاتری از ترکیبات اکسیژنه ­شد. اين روش بعنوان فن­آوری سبز با کاهش هزینه­ها، صرفه­جویی قابل­توجهی در زمان، انرژی و مواد گیاهی ايجاد می‌کند. بنابراين روش تقطیر با مایکروویو نشان‌دهنده یک پروتکل و جایگزین عالی برای تولید اسانس از مواد گیاهی است.

 کلمات کلیدی: santolina Achillea و Achillea millefolium ،تقطیر با مایکروویو، تقطیر با آب، اسانس

استفاده از گياهان به عنوان دارو براي پيشگيري و درمان بیماری­‌ها از روزگاران كهن مورد توجه متخصصان طب سنتي قرار داشته است. تاریخچه پزشکی و درمان در ایران به دوران آریایی، در حدود 7000 سال قبل از میلاد مسیح ، بر ‌می‌گردد. نخستین پزشک آریایی به نام تریتا[1] یا اترت نام داشت. او برای درمان بیماری­ها از عصاره­های گیاهانی که خود استخراج می­کرد، استفاده می­نمود. در تمدن­های دیگر، مانند تمدن مصریان در حدود 5000 سال قبل از میلاد نیز از گیاهان در درمان انسان استفاده می­گردید. در بررسي گونه­های گياهي، واژة پرسيكا [2]در كنار نام علمي بسياري از گونه­‌ها ديده می­‌شود كه معرف ايراني بودن آن گياه است. 8000-7500 گونه گياهي در ايران وجود دارد كه از اين تعداد گفته می‌‌شود كه در حدود، بيش از 200 گونه داراي ارزش دارويي و اقتصادي هستند. در عين حال تعداد گياهاني كه در طب سنتي استفاده می­شود، بيش از صدها مورد است (گلمکانی، 1386).

گياهان دارويي به منظور درمان با تاريخ زندگي انسان همزمان بوده‌اند. انسان در تمام دوران تاريخي چاره‌اي جز توسل به گياهان نداشت. اگرچه در نيم قرن گذشته استفاده از داروهاي شيميايي و سنتزي به شدت رواج يافت، ولي به سرعت آثار زيان‌بار آنها بر زندگي آنها سبب گرايش مجدد به گياهان دارويي گرديد، و اين نکته که توسل به گياهان دارويي همواره در طول تاريخ يکي از روش‌هاي موثر درمان بوده است، به خوبي روشن است. تاريخ طب در کشور ما مربوط به دوره آريايي مي­باشد و اوستا (٦٥٠٠ ق.م) اولين کتابي است که از گياهان دارويي سخن گفته است. قديمي‌ترين گياه دارويي در طول تاريخ هوم گياه مقدس آيين زرتشت بوده است. در کتاب­هاي پهلوي هوم را سرور همه گياهان و استفاده از آن را باعث عمر جاويدان مي­دانند. علاوه بر قدمت، گستره نفوذ اين گياهان در تاريخ اديان و ملت‌ها بسيار شايان توجه است، بطوريکه در جاي جاي حوادث مهم تاريخي، سياسي، اجتماعي و ديني، اين گياهان قرين توجه بوده و يا منجر به بروز حوادث مهمي شده­اند. با جستجو و دقت در منابع ديني، تاريخي و ادبي، اسامي گياهان دارويي، وجوه تسميه و حوادث مرتبط با اين گياهان به وفور به چشم مي­خورد (کشفی بناب، 1388).

دو کشور پهناور چین و هند، همچون ایران، از پیشگامان طب سنتی و داروسازی گیاهی بوده­اند. ابوریحان بیرونی، از دانشمندان فاخر ایرانی، نخستین دانشمندی بود که اولین فارماکوپه یا فهرست داروهای طبیعی را در جهان تدوین و وضع نمود. تا قبل از قرن شانزدهم میلادی، طب سنتی در کشورهای مختلف جهان، نظیر ایران، هند، چین، تبت، یونان، روم و حتی شمال آمریکا از پیشرفت­های چشم­گیری برخوردار بودند، ولی با تولید داروهای شیمیایی و پیشرفت­هایی در زمینه شیمی­درمانی، از توجه به طب سنتی کاسته شد. در نتيجه ظهور ديدگاه‌هاي جديد درمان، کم‌كم روش­های درمان بيماري­ها با گياهان كنار گذارده شد. از طرفی استفاده از داروهاي تازه هم مشكلات خاص خود را داشت. عوارض جانبي بسيار زياد داروهاي شيميايي و گراني آن­ها موجب گرايش مجدد مردم به طب گياهي شد. در قرن اخير پيشرفت عمده­اي در بهره­گيري از گياهان دارويي حاصل شده است و آزمایشگاه­‌هاي مجهز در سراسر جهان براي بررسي اثرات اين داروها به كار و فعاليت مشغول هستند (قاسمی، 1389)

1-2– سطح زير كشت گياهان دارويي

سطح زير كشت گياهان دارويي در سال 1381، با توجه به ﺗﻌﺪاد ﮔﻮﻧﻪﻫﺎي داروﻳﻲ و ﻣﻌﻄﺮي ﻛﻪ در اﻳﺮان ﻛﺸﺖ ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ، ﺣﺪود 56 ﮔﻮﻧﻪ می­باشد. ﻧﺴﺒﺖ ﺳﻄﺢ زﻳﺮ ﻛﺸﺖ ﮔﻴﺎﻫﺎن داروﻳﻲ و ﻣﻌﻄﺮ ﺑﻪ ﺳﻄﺢ ﻛﻞ زﻳﺮ ﻛﺸﺖ در اﻳﺮان، 87 درﺻﺪ ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ. در ﺣﺪود 44/6 درﺻﺪ از اﻳﻦ ﻣﻘﺪار ﺳﻄﺢ زﻳﺮ ﻛﺸﺖ ﻣﺮﺑﻮط ﺑﻪ دو ﮔﻮنه زﻋﻔﺮان و زﻳﺮه ﺳﺒﺰ ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ و ﺑﺨﺶ ﻋﻤﺪه دﻳﮕﺮ آن ﻧﻴﺰ ﻛﻪ در ﺣﺪود 43/5 درﺻﺪ ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ که ﺑﻪ ﻛﺸﺖ ﮔﻮﻧﻪﻫﺎي داروﻳﻲ ﭼﻨﺪ ﻣﻨﻈﻮره، اﺧﺘﺼﺎص ﻳﺎﻓﺘﻪ اﺳﺖ. ﻟﺬا ﻛﻤﺘﺮ از 12 درﺻﺪ از ﺳﻄﺢ زﻳﺮ ﻛﺸﺖ ﮔﻴﺎﻫﺎن داروﻳﻲ و ﻣﻌﻄﺮ در اﻳﺮان، ﺑﻪ ﺗﻮﻟﻴﺪ ﮔﻮﻧﻪﻫﺎﻳﻲ ﻛﻪ ﺗﻨﻬﺎ ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر داروﻳﻲ، ﺗﻮﻟﻴﺪ ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ، مرتبط می‌باشد. اﺳﺘﺎن ﺧﺮاﺳﺎن در ﺑﻴﻦ اﺳﺘﺎﻧ‌‌ﻬﺎي ﻛﺸﻮر از ﺑﻴﺸﺘﺮﻳﻦ ﺳﻄﺢ زﻳﺮ کشت و ﺗﻨﻮع ﮔﻮﻧﻪﻫﺎي داروﻳﻲ و ﻣﻌﻄﺮ ﺑﺮﺧﻮردار اﺳﺖ (کوچکی، 1383).

نگاهي به ميزان كشت گياهان دارويي در ايران و مقايسه با سطح زير كشت همان گونه­ها در برخي كشورهاي جهان نشان مي­دهد كه تفاوت زيادي در اين رابطه وجود دارد. شرايط اقليمي و جغرافيايي ايران به ويژه از حيث تابش نور آفتاب، ويژگي بسيار مثبتي براي كشت اكثر گونه­هاي دارويي محسوب مي­شود .ميزان مواد موثره گياهان دارويي تحت تأثير تابش نور آفتاب افزايش قابل ملاحظه­اي می­يابد. در نتيجه مي­توان با سطح زير كشت كمتر، به ميزان توليد ماده موثره گياهي بالاتري دست يافت. كشت نمونه­هاي شيميايي گونه­‌هاي بومي مهم‌ترين عاملي است كه مي­تواند موقعيت ايران را در مقايسه با ساير كشورها برتر و استراتژيك سازد (گلمکانی، 1386).

1-3- ارزش اقتصادی و صادرات گياهان دارويي

گياهان دارويي و صنعتي كه عمدتا در زير گروه باغباني قرار مي­گيرند، يكي از مهم‌ترين محصولات صادراتي كشور از گذشته­هاي دور تاكنون به شمار مي­آيند. البته جاي بسي تأسف است كه بخش اعظم اين محصولات به صورت خام و به شيوه سنتي از طبيعت جمع­آوري و بدون هيچگونه تغييري به خارج از كشور صادر مي­شود. ارزش اقتصادی اندام‌های تکثیر گیاهان دارویی، مانند بذر، ریشه و سایر اندام‌های تکثیر، به دلیل تقاضای زیاد بازار به این محصولات، روز به روز در حال افزایش است. برای نمونه ارزش بذر گونه دارویی جین‌سینگ از 50 تا 80 دلار آمریکا به 2400 دلار به ازای هر پوند بذر آنها رسیده است (قاسمی، 1388).

اسانس‌ها و دیگر مواد مؤثر گیاهان دارویی زمینه‌ای بسیار مناسب برای صادرات دارند و در ارتقاء ارزش افزوده حاصله از كشت گیاهان دارویی دارای اهمیت به سزایی می‌باشند. اسانس‌ها از جمله مواد لازم در صنایع دارویی، غذایی و آرایشی و بهداشتی هستند و براساس یك توافق جهانی و به دلیل زیست محیطی و بهداشتی مصرف رنگ‌های شیمیایی ابتدا در تهیه مواد غذایی و بعد تولید مواد آرایشی به تدریج كاهش یافته و به جای آنها اسانس‌ها و رنگ‌های طبیعی بكار گرفته می‌شود. كشورهای مصرف‌كننده مانند ایران دارای گیاهانی هستند كه اسانس‌ها بر بنیاد آنها شكل می‌گیرد و با توجه به قابلیت‌های گسترده سرزمین گونه‌های گیاهی، می‌توان علاوه بر جلوگیری از خروج مبالغ زیادی ارز از كشور در زمره صادركنندگان اسانس قرار گرفت .با توجه به رویكرد كشورهای جهان به داروهای گیاهی و فرآورده‌های طبیعی در سال‌های آینده مصرف گیاهان دارویی در صنعت افزایش می‌یابد (میرحسینی و همکاران، 1387).

کشور ایران با داشتن شرایط اقلیمی و تنوع گیاهی به مراتب بهتر از اروپا، هم­اکنون تنها ٦٠ تا ٩٠ میلیون دلار از تجارت جهانی گیاهان دارویی را به خود اختصاص داده است که بخش عمده­ای مربوط به صادرات زعفران است. علاوه بر زعفران، مهم‌ترین گیاهان دارویی صادراتی ایران در سال‏های اخیر زیره سبز، آویشن، بادرنجبویه، انیسون، بابونه، اسفرزه، بومادران، گل ختمی، زوفا، مریم­گلی، کتیرا، آنغوزه، شیرین­بیان، تلخ بیان، مورد، برگ کنار، سقز، علف گاوزبان، آنغوزه و گل ساعتی، باریجه، موسیر، مستکی، وشا، انچوچک، گز علفی، شکر تیغال، و حنا بوده که به کشور‏های آلمان، آمریکا، انگلستان، فرانسه، مجارستان، پاکستان، هند، چین، ترکیه، بحرین، کویت، قطر، کانادا، سوئیس، سوئد، لبنان، ایتالیا و امارات صادر شده است. علاوه بر آن، سالانه حدود ٢ میلیون دلار محصولات فرعی جنگلی و مرتعی به بازار‏های جهانی از جمله آلمان، فرانسه و امارات متحده عربی صادر می­شود (کشفی بناب، 1388).

برخی از اقلام گیاهان دارویی که در سال ٢٠٠٤ میلادی به کشور‏های دیگر صادر شده است به قرار زیر است. زعفران تقاضای زیادی در بازار‏های جهانی و بخصوص اسپانیا دارد. این محصول در سال ٢٠٠٤ با ارزش صادراتی ٦٦ میلیون دلار و با سهم ٢٥ درصد از تجارت جهانی، مقام نخست صادرات را به‏ خود اختصاص داد. عمده‌ترین کشورهای واردکننده زعفران ایران، امارات متحده عربی با ٤٩ درصد از واردات، اسپانیا با حدود ٣٠ درصد، ایتالیا ٨/٤ درصد، فرانسه با ٥/٣ درصد، سوئد با ٣٩/٢ درصد، سوئیس با 14/2 درصد و 12 کشور دیگر با 17/8 درصد بودند. رازیانه یکی دیگر از اقلام صادراتی کشور است. این محصول با ارزش تجاری 138 هزار دلار که حدود 6/0 درصد تجارت جهانی را شامل می­شود، در این سال، مقام 15 تجارت جهانی را کسب کرد. پاکستان با واردات حدود 70 درصد و امارات متحده عربی با 30 درصد، دو کشور عمده واردکننده رازیانه ایران بودند. گشنیز با ارزش 2 میلیون و 129 هزار دلار و با سهم 4/4 درصد از تجارت جهانی به کشور‏های پاکستان، امارات متحده عربی، قطر، اوکراین، ترکیه و بریتانیا صادر شد. زیره سبز ایران با ارزش صادراتی 343 هزار دلار و با سهم 11/0 درصد معاملات بین­المللی در رتبه 36 تجارت جهانی این محصول قرار داشت. چین و انگلیس به ترتیب با رقم واردات 322 و 17 هزار دلار عمده‌ترین خریداران زیره ایران بوده‏اند. صادرات آویشن ایران در سال 2004 میلادی در رتبه 24 و تجارت جهانی این محصول به میزان 187 هزار دلار بود که بطور عمده به امارات متحده عربی صورت گرفت. ارزش صادرات آنغوزه تلخ ایران در سال‏های 2001 تا 2004 میلادی بین 350 هزار تا 650 هزار دلار در نوسان بوده و عمده کشور‏های وارد­کننده آن عبارت از امارات متحده عربی، کویت، قطر، اوکراین، رومانی، هند، آلمان و فرانسه بودند. در این سال رقم صادرات باریجه ایران حدود 350 هزار دلار بود که به کشور‏های فرانسه، امارات متحده عربی، آلمان، و برخی دیگر از کشورهای اروپایی صادر شد (میرحسینی و همکاران، 1387).

ارزش كل واردات گياهان دارويي و مواد اوليه گياهي در سال 1386 به ميزان 85 ميليون دلار رسيد. بيشترين ارزش ميزان واردات گياهان دارويي مربوط به اسانس­ها مي­باشد. بطوريكه 59 ميليون دلار در اين سال به واردات اسانس اختصاص داشته است. البته بسياري از اسانس­هاي وارداتي نيز سنتزي مي­باشند. اين اسانس­ها عمدتا در صنايع آرايشي بهداشتي و صنعتي كاربرد دارد (کشفی بناب، 1388).

تعداد صفحه :105

14700 تومان

پشتیبانی سایت :              [email protected]