BAZI ACHILLEA TÜRLERİ UÇUCU YAĞLARININ KİMYASAL BİLEŞİMLERİNİN VE ESER ELEMENTLERİNİN TAYİNİ
Download "BAZI ACHILLEA TÜRLERİ UÇUCU YAĞLARININ KİMYASAL BİLEŞİMLERİNİN VE ESER ELEMENTLERİNİN TAYİNİ"
1 1 T.C. İNÖNÜ ÜNİVERSİTESİ SAĞLIK BİLİMLER ENSTİTÜSÜ BAZI ACHILLEA TÜRLERİ UÇUCU YAĞLARININ KİMYASAL BİLEŞİMLERİNİN VE ESER ELEMENTLERİNİN TAYİNİ YÜKSEK LİSANS TEZİ Hanifi ÇETİN ANALİTİK KİMYA ANABİLİM DALI DANIŞMAN Doç. Dr. F. Zehra KÜÇÜKBAY MALATYA
2 2 T.C. İNÖNÜ ÜNİVERSİTESİ SAĞLIK BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ BAZI ACHILLEA TÜRLERİ UÇUCU YAĞLARININ KİMYASAL BİLEŞİMLERİNİN VE ESER ELEMENTLERİNİN TAYİNİ Hanifi ÇETİN Doç. Dr. F. Zehra KÜÇÜKBAY Bu araştırma İnönü Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi tarafından 2010/133 proje numarası ile desteklenmiştir. MALATYA
3 ONAY iii
4 iv TEŞEKKÜR Tez çalışmamı öneren ve çalışmam esnasında gerekli tüm olanakları sağlayan ve değerli bilgileriyle beni yönlendiren Sayın Hocam Doç. Dr. F. Zehra KÜÇÜKBAY a sevgi, saygı ve şükranlarımı sunarım. Desteklerinden dolayı İnönü Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi ne teşekkür edirim. Tez çalışmamı istatitiki açıdan değerlendiren İnönü Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Biyoistatistik Anabilim Dalı Başkanı Sayın Prof. Dr. Saim YOLOĞLU na teşekkür ederim. Desteklerinden dolayı İnönü Üniversitesi Eczacılık Fakültesi Analitikkimya Anabilim dalında görevli Araştırma Görevlisi Ebru KUYUMCU ya, İnönü Üniversitesi Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Merkezi nde çalışan Uzm. Dr. Tuğba R. KIRAN ve Uzm. Onur ÖZGÜL e, aileme özellikle annem ve eşime teşekkür ederim.
5 v ÖZET Achillea (civanperçemi) cinsinin Türkiye de 24 tanesi endemik olmak üzere 48 türünün (54 takson) yayılış gösterdiği belirlenmiştir. Achillea türleri, halk sağlığında yaralar, iltihabi durumlar, ağrı ve gastrointestinal hastalıklar gibi rahatsızlıkların tedavisinde kullanılmaktadır. Bu çalışmada, Achillea cinsine ait Achillea grandifolia Friv., Achillea nobilis subsp. spiylea ve Achillea teretifolia Willd. türlerinin uçucu yağ içerikleri ve bu bitkilere ait eser element analizi yapılmıştır. Bitkilerin kurutulan toprak üstü kısımları, Clevenger tipi aparatla hidrodistilasyona tabi tutulup uçucu yağları elde edilmiştir. Kuru ağırlıklarına göre Achillea grandifolia Friv., Achillea nobilis Subsp sipylea ve Achillea teretifolia Willd. bitkilerinin uçucu yağ verimleri sırasıyla % , ve (w/w) bulunmuştur. Uçucu yağların kimyasal içeriği Gaz Kromatografisi (GC) ve Gaz Kromatografisi-Kütle Spektrometresi (GC-MS) ile belirlenmiştir. Uçucu yağ etken bileşenleri A.grandifolia Friv. için, piperitone, carvacrol ve p-cymene; A. nobilis subsp. Spiylea için, cis-cadin-4-en-7-ol, linalool ve 1,8-Cineole; A.teretifolia Willd için, piperitone, 1,8-Cineole ve T-Cadinol olarak belirlendi. Numune bileşenleri, alev iyonizasyon dedektörü (FID) ve kütle kromatogramlarının karşılaştırılması ile belirlendi. Kütüphane taraması Wiley7n, ADAMS, Flavour2 ve NIST05 kütüphaneleri kullanılarak yapıldı. Ayrıca bileşenlerin yüzde miktarları FID kromatogramları kullanılarak alan normalizasyonu yöntemi ile hesaplandı. Bitki örnekleri, eser element analizinden önce örnekler mikrodalga tekniğiyle çözüldü. Kullandığımız metodun doğruluk ve kesinliğini test etmek amacıyla SRM (NIST SRM 1515, Apple Leaves and NIST SRM 1570a, Spinach) kullanıldı. Bitkilerdeki Al ( mg/kg), Cu ( mg/kg), Fe ( mg/kg), Mn ( mg/kg) ve Zn ( mg/kg) elementlerinin derişimleri Alevli-AAS, B ( mg/kg), Cd ( mg/kg), Co ( mg/kg), Pb ( mg/kg) ve Se ( mg/kg) elementlerinin derişimleri de Elektro Termal-AAS ile belirlendi. Anahtar Kelimeler : Achillea, Atomik Absorpsiyon Spektrofotometresi, Eser element, Gaz Kromatografisi, Uçucu Yağ, Kütle Spektroskopisi
6 vi ABSTRACT DETERMINATION OF THE CHEMICAL COMPONENTS OF ESSENTIAL OILS AND TRACE ELEMENTS OF SOME GENUS ACHILLEA The genus Achillea (civanperçemi) is represented by 48 species (54 taxa), 24 being endemic in Turkey. Achillea spices, has been used in folk medicine to treat complaints such as wounds, inflammation, pain, gastrointestinal diseases. In this study, essential oil contents of wild-types Achillea grandifolia Friv., Achillea nobilis subsp. spiylea and Achillea teretifolia from Achillea genus were investigated and trace elements that belonging to this plants were analysed. The air-dried and aerial parts of plants collected were submitted for 3h to hydrodistillation using a Clevenger apparatus to produce the essential oils in yield of , and % (w/w) based on the dry weight of the samples from Achillea grandifolia Friv., Achillea nobilis Subsp. sipylea and Achillea teretifolia Willd., respectively. Chemicial contents of essential oils were determined using gas chromatography (GC) and gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC- MS). Main constituents of essential oils were determinated for A.grandifolia Friv., piperitone, carvacrol and p-cymene; for A. nobilis subsp. Spiylea, cis-cadin-4-en-7- ol, linalool and 1,8-Cineole; for A.teretifolia Willd, piperitone, 1,8-Cineole and T- Cadinol. Sample components were determined by comparison of the FID and the mass chromatograms. Library screening were made using Wiley7n, ADAMS, Flavour2 and NIST05 the libraries. Percent related of the amounts allocated of the components were calculated using FID chromatograms by the area normalization method. The plant samples were digested using microwave techniques before trace element analysis. The accuracy and precision of method were tested and verified by SRM materials (NIST SRM 1515, Apple Leaves and NIST SRM 1570a, Spinach). The elements such as Al ( mg/kg), Cu ( mg/kg), Fe ( mg/kg), Mn ( mg/kg) and Zn ( mg/kg) were analysed by Flame AAS and B ( mg/kg), Cd ( mg/kg), Co ( mg/kg), Pb ( mg/kg) and Se ( mg/kg) were analysed by on ET-AAS. Key Words : Achillea, Atomic Absorption Spectrofotometer, Trace Element, Gas Chromatography, Essential Oil, Mass Spectroscopy
7 vii İÇİNDEKİLER ONAY... iii TEŞEKKÜR... iv ÖZET...v ABSTRACT... vi İÇİNDEKİLER... vii SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ... xi ŞEKİLLER DİZİNİ... xii TABLOLAR DİZİNİ...xvi 1. GİRİŞ GENEL BİLGİLER Bitkilerle Tedavi ve Achillea (Civanperçemi) Achillea grandifolia Friv Achillea nobilis subsp. sipylea (O.Schwarz) Bässler Achillea teretifolia Willd Bitkilerdeki Etken Maddeler ve Uçucu Yağlar Uçucu Yağlar Uçucu Yağ ve Diğer Bitki Kimyasallarının Kullanım Alanları Gıda Koruyucu Olarak Kullanımı Tıbbi Amaçlı Olarak Kullanımı Bitki Zararlıları ve Yabancı Otlara Karşı Kullanımları Uçucu Yağ Elde Etme Yöntemleri Distilasyon Ekstraksiyon Çok Yönlü Ekstraksiyon Yöntemleri Mekanik Yöntem Uçucu Yağ Elde Etme Yöntemlerinin Değerlendirilmesi Eser Elementler Alüminyum Bakır Bor Çinko Demir... 27
8 viii Kadmiyum Kobalt Kurşun Mangan Selenyum Bitkilerin Analize Hazırlanması ve Analizleri Toplama Kurutma Saklama Çözünürleştirme ve Çözünürleştirme Yöntemleri Kuru Yakma ile Çözünürleştirme Yaş Yakma ile Çözünürleştirme Mikrodalga ile Çözünürleştirme Düşük Basınçlı Kaplar Yüksek Basınçlı Kaplar Atmosferik Basınçlı Kaplar Mikrodalga Fırın Kromatografi Kromatografik Teorinin Temeli Kromatografinin Uygulamaları Kalitatif Analiz Kantitatif Analiz Pik Yüksekliğine Dayalı Analizler Pik Alanına Dayanan Analizler Kromatografik Yöntemlerde Kalibrasyon ve Standartlar İç Standart Yöntemi Alan Normalizasyon Yöntemi Gaz Kromatografisi (GC) Gaz Kromatografisi Cihazı Taşıyıcı Gaz Sistemi Numune Enjeksiyonu ve Isıtılması Ayırma Kolonu Dolgulu Açık Tüplü Kolonlar Açık Tüplü Kolonlar Dedektörler Termal İletkenlik Dedektörleri... 61
9 ix β-işını Dedektörleri Alev İyonizasyon Dedektörleri Termiyonik Dedektörler Elektron Yakalama Dedektörleri Alev Fotometrik Dedektörler Ayırmaya Etki Eden Faktörler Gaz Kromatografisi-Kütle Spektrometrisi (GC-MS) Kütle Spektrometresi Numuneyi Cihaza Alma Kısmı İyonlaştırma Bölümü Analizör Kuadrupol Kütle Analizörleri Uçuş Zamanlı Kütle Analizörleri Çift-Odaklamalı Analizörler İyon Tuzaklı Analizörler Dedektör Atomik Absorpsiyon Spektroskopisi Atomik Absorpsiyonda Çizgi Genişlemeleri Belirsizlik Etkisi Doppler Etkisi Basınç Etkisi Atomik Absorpsiyon Spektroskopide Girişimler Kimyasal Girişimler İyonizasyon Girişimleri Spektral Girişimler Çift Çizgi Düzeltme Yöntemi Sürekli Işın Kaynağı ile Düzeltme Zeeman Etkisine Dayanan Zemin Düzeltme Smith-Hieftje Zemin Düzeltme Yöntemi Atomik Absorpsiyon Spektrofotometresinin Kısımları Işın Kaynakları Oyuk Katot Lambaları Elektrotsuz Boşalım Lambaları Yüksek Işımalı Lambalar Buhar Boşalım Lambaları Atomlaştırıcılar... 87
10 x Alevli Atomlaştırıcılar Elektrotermal Atomlaştırıcılar Hidrür Atomlaştırma Monokromatörler Bunsen Monokromatörü Littrow Monokromatörü Optik Ağlar Dedektörler Fotovoltaik Hücreler Fototüpler Fotoçoğaltıcı Tüpler GEREÇ VE YÖNTEM Bitki Materyali Çalışmada Kullanılan Aletler Deneysel Çalışmada Kullanılan Diğer Yardımcı Aletler Deneysel Çalışmada Kullanılan Kimyasal Maddeler Yöntem Uçucu Yağ Eldesi ve Analizi Su Distilasyonu ile Uçucu Yağ Eldesi Uçucu Yağın GC, GC-MS Analizi Bazı Uçucu Yağ Bileşenlerinin Standart Kromatogramları Bitkilerin Element Analizi Mikrodalga Yöntemi ile Çözünürleştirme ve Eser Element Tayini AAS de Kullanılan Sertifikalı Standartların Geri Kazanımları AAS Kalibrasyon Grafikleri BULGULAR Bitki Örneklerine Ait Element Analizi Sonuçları GC, GC-MS Sonuçları TARTIŞMA SONUÇ ve ÖNERİLER KAYNAKLAR ÖZGEÇMİŞ
11 xi SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ WHO GC GC-MS AAS F-AAS ET-AAS RDA HPLC SPME GSC GLC SCOT WCOT FSOD FID TID ECD SRM RI MA NIST : Dünya Sağlık Örgütü : Gaz Kromatografi : Gaz Kromatografi-Kütle Spektrofotometresi : Atomik Absorpsiyon Spektrofotometresi : Alevli Atomik Absorpsiyon Spektrofotometresi : Elektro Termal Atomik Absorpsiyon Spektrofotometresi : Recommended Dietary Allowance : Yüksek Basınçlı Sıvı Kromatografisi : Katı Faz Mikroekstraksiyon : Gaz Katı Kromatografisi : Gaz Sıvı Kromatografisi : Dolgu Maddesi Sıvıyla Kaplanmış Olan Kolonlar : Yüzeyi Sıvıyla Kaplanmış Olan Kolonlar : Eritilmiş Silikadan İmal Edilen Kolonlar : Alev İyonizasyon Dedektörü : Termiyonik Dedektör : Elektron Yakalama Dedektörü : Standart Referans Madde : Retention Index : Molekül Ağırlığı : National Institute of Standarts and Technology
12 xii ŞEKİLLER DİZİNİ Şekil A. grandifolia Friv. fotoğrafı A. Genel görünüşü, B. Yaprak, C. Korimbus 9 Şekil A. nobilis subsp. Sipylea nın fotoğrafı A. Genel görünüşü, B. Yaprak, C. Korimbus, D. Çiçekler. 10 Şekil A. teretifolia Willd. fotoğrafı A. Genel görünüşü, B. Yaprak, C. Korimbus, D. Çiçekler.. 11 Şekil İzopren molekülü.. 13 Şekil Elektromanyetik spektrum. 38 Şekil Mikrodalga ile çözünürleştirmede kullanılan kaplar. 40 Şekil Mikrodalga ile çözünürleştirmede kullanılan mikrodalga fırın 41 Şekil Kolon kromatografisi ile A ve B maddelerinin ayrılma diyagramı.. 44 Şekil Alıkonma zamanı ve pik genişliğinin şeması 46 Şekil Gaz kromatografisi cihazının bölümleri 55 Şekil Gaz kromatografisi cihazınında taşınma işlemi. 56 Şekil Kütle spektrometresi analizörü 68 Şekil Mattacuh-Herzog tipi çift odaklamalı kütle spektrometre Şekil Bir atomik çizginin profili 73 Şekil Doppler etkisi a) Dedektöre yaklaşan taneciğin Doppler etkisi b) Dedektörden uzaklaşan taneciğin Doppler etkisi 75 Şekil Alüminyumun, magnezyum üzerine kimyasal girişimi ve bunun lantan ile giderilmesi. 77 Şekil Sürekli ışın kaynağı ile spektral girişimin engellendiği bir sistem. 80 Şekil Zeeman etkisi ile π ve σ absorpsiyonları 81 Şekil Zeeman etkisi ile zemin düzeltme. 82 Şekil Zeeman etkili cihazların şematik gösterimi.. 83 Şekil Atomik Absorpsiyon Spektrometresinin şeması.. 84 Şekil Oyuk katot lambası 85 Şekil Elektrotsuz boşalım lambası 86 Şekil Atomlaşma anında meydana gelen süreçler 88 Şekil Alevli atomlaştırıcı çeşitleri; a) Ön karıştırmalı b) Ön karıştırmasız 90
13 xiii Şekil Elektrotermal atomlaştırıcı. 91 Şekil Bunsen prizmalı bir monokromatör. A) giriş aralığı, BB') mercekler, C) prizma, D) çıkış aralığı 93 Şekil Geçirgen optik ağ 94 Şekil Yansıtmalı optik ağ 95 Şekil Dinot şeması.. 97 Şekil Clevenger tipi aparat 104 Şekil α-pinene standardına ait kromatogram 108 Şekil Camphene standardına ait kromatogram Şekil β-pinene standardına ait kromatogram Şekil Eucalyptol ( 1,8-Cineole) standardına ait kromatogram 111 Şekil p-cymene (Benzene, 1-methyl-4-(1-methylethyl)- ) standardına ait kromatogram 112 Şekil Camphor standardına ait kromatogram 113 Şekil Terpinen-4-ol (3-Cyclohexen-1-ol, 4-methyl-1- (1-methylethyl)- ) standardına ait kromatogram Şekil α-humulene (α-caryophyllene) standardına ait kromatogram. 115 Şekil Caryophyllene oxide standardına ait kromatogram Şekil Carvacrol (Phenol, 2-methyl-5-(1-methylethyl)- ) standardına ait kromatogram Şekil A. A.teretifolia Willd. (BY 15637) e ait kromatogram, B. A. nobilis subsp sipylea (BY 15750) ait kromatogram, C. α-pinene standardına ait kromatogram 118 Şekil A. A. grandifolia Friv. (BY15621) ait kromatogram B. A.teretifolia Willd. (BY 15637) e ait kromatogram, C.A.nobilis subsp sipylea (BY 15750) ait kromatogram, D. Camphene standardına ait kromatogram Şekil A. A. nobilis subsp sipylea (BY 15750) ait kromatogram, B. A.teretifolia Willd. (BY 15637) e ait kromatogram C. β-pinene standardına ait kromatogram. 120 Şekil A. A. grandifolia Friv. (BY15621) ait kromatogram B. A.teretifolia Willd. (BY 15637) e ait kromatogram,
14 xiv C. A. nobilis subsp sipylea (BY 15750) ait kromatogram, D. Eucalyptol standardına ait kromatogram Şekil A. A. grandifolia Friv. (BY15621) ait kromatogram B. A.teretifolia Willd. (BY 15637) e ait kromatogram, C. A. nobilis subsp sipylea (BY 15750) ait kromatogram, D. p-cymene standardına ait kromatogram Şekil A. A. grandifolia Friv. (BY15621) ait kromatogram B. A.teretifolia Willd. (BY 15637) e ait kromatogram, C. A. nobilis subsp sipylea (BY 15750) ait kromatogram, D. Camphor standardına ait kromatogram. 123 Şekil A. A. grandifolia Friv. (BY15621) ait kromatogram B. A.teretifolia Willd. (BY 15637) e ait kromatogram, C. A. nobilis subsp sipylea (BY 15750) ait kromatogram, D. Terpinen-4-ol standardına ait kromatogram Şekil A. A. nobilis subsp sipylea (BY 15750) ait kromatogram, B. α-humulene standardına ait kromatogram Şekil A. A. grandifolia Friv. (BY15621) ait kromatogram B. A.teretifolia Willd. (BY 15637) e ait kromatogram, C. Caryophyllene Oxide standardına ait kromatogram 126 Şekil A. A. grandifolia Friv. (BY15621) ait kromatogram B. A.teretifolia Willd. (BY 15637) e ait kromatogram, C. Carvacrol standardına ait kromatogram Şekil Mikrodalga yardımıyla çözünürleştirme akış şeması Şekil Alüminyum elementine ait kalibrasyon grafiği. 133 Şekil Bor elementine ait kalibrasyon grafiği 133 Şekil Kadmiyum elementine ait kalibrasyon grafiği Şekil Kobalt elementine ait kalibrasyon grafiği. 134 Şekil Bakır elementine ait kalibrasyon grafiği 135 Şekil Demir elementine ait kalibrasyon grafiği Şekil Mangan elementine ait kalibrasyon grafiği 136 Şekil Kurşun elementine ait kalibrasyon grafiği Şekil Selenyum elementine ait kalibrasyon grafiği. 137
15 xv Şekil Çinko elementine ait kalibrasyon grafiği 137 Şekil A.grandifolia Friv. (BY 15621) ya ait kromatogram Şekil A.nobilis Subsp. sipylea ya ait kromatogram Şekil A.teretifolia Willd. e ait kromatogramlar.. 156
16 xvi TABLOLAR DİZİNİ Tablo Elementlerin, tavsiye edilen günlük alım miktarları.. 23 Tablo Alevli atomlaştırmada kullanılan gaz karışımları ve oluşan sıcaklıklar 89 Tablo Alevli-AAS ile eser element tayin koşulları.. 99 Tablo ET-AAS ile eser element tayin koşulları 100 Tablo ET-AAS ile eser element tayininde kullanılan sıcaklık Programları. 100 Tablo ET-AAS ile eser element tayininde kullanılan sıcaklık programına ait çıkış ve bekleme süreleri 101 Tablo GC / GC-MS analizine ait sıcaklık programlaması Tablo Mikrodalga yardımıyla çözünürleştirme işlem basamakları. 130 Tablo a. Elma yaprağı standardının (NIST SRM 1515, Apple Leaves) elementlerdeki sertifikalı değerleri, gözlenen değerleri ve % geri kazanımları Tablo b. Ispanak standardının(nist SRM 1570a, Spinach) elementlerdeki sertifikalı değerleri, gözlenen değerleri ve % geri kazanımları 132 Tablo Bitkilere ait eser element analizi sonuçları Tablo A.grandifolia (BY 15621) uçucu yağının kimyasal bileşenleri. 147 Tablo A. nobilis Subsp Sipylea (BY-15750) uçucu yağının kimyasal Bileşenleri. 157 Tablo A.teretifolia Willd. (BY 15637) uçucu yağının kimyasal bileşenleri.162
17 1 1. GİRİŞ Aromatik bitkiler ve onların ekstraktları, genelde yiyeceklere ya aroma ve tat katmak için yada koruyucu ve tıbbi özellik göstermelerinden ötürü katkı maddesi olarak antik çağlardan beri kullanılmaktadır. Aromatik bitkilerin farmasötik özellikleri, kısmen esansiyel yağlara atfedilir (1). Uçucu yağlar olarak da bilinen esansiyel yağlar, uçucu aroma bileşenleri içeren konsantre doğal bitki ürünleridir. Etki dereceleri içerdikleri etken maddenin özelliklerine bağlı olarak değişiklik gösteren pek çok uçucu yağın, antimikrobiyal özelliğe sahip olduğu belirtilmektedir (2). Bugün doğada yetişen 300 e yakın bitki familyasından yaklaşık 1/3 ünün uçucu yağ içerdiği bilinmekle birlikte, uçucu yağlar daha çok çiçekli bitkilerde bulunmaktadır. En fazla uçucu yağ içeren familyalar ise Pinaceae, Lamiaceae (Labiatae), Apiaceae (Umbelliferae), Lauraceae, Myrtaceae, Rutaceae, Asteraceae (Compositae), Piperaceae, Brassicaceae, Verbenaceae ve Ranunculaceae olarak belirtilmiştir. Bu familyalara dahil uçucu yağ içeren çok sayıda tür bulunmaktadır (3). Bu familyalardan Achillea cinsini de içeren Asteraceae (Compositae), çiçekli bitkilerin en büyük ikinci familyası olarak bilinir. Yapılan son çalışmalara göre Achillea cinsinin Türkiye de 24 tanesi endemik olmak üzere 48 türünün (54 takson) yayılış gösterdiği belirlenmiştir (4-6). Achillea millefolium subsp. millefolium Afan. ın uçucu yağının GC-MS analizi sonucunda ana bileşenleri; 1,8-cineole, camphor, α-terpineol ve ß-pinene olarak bulunmuş ve suda çözünen ekstraktlarının antioksidan aktivite gösterdiği yapılan çalışmalarda tesbit edilmiştir. Bunun yanında metanolik ekstraktların suda çözünmeyen kısımlarının ya çok düşük ya da hiç aktivite gösterememesine rağmen uçucu yağın altı mikroorganizmaya karşı antimikrobiyal özellik gösterdiğini belirlemişlerdir (7). Achillea setacea ve Achillea teretifolia bitkileri ile yapılan bir çalışmada her iki tür içinde etken madde eucalyptol olduğu bulunmuştur. Sonuçta bu bitkilerin
18 2 Clostridium perfringens ve Acinetobacter lwoffii ye karşı çok güçlü bir etki gösterirken Staphylococcus aureus, S. pneumoniae, Bacillus cereus ve Mycobacterium smegmatis e karşı da antimikrobiyal etki gösterdiği belirlenmiştir (8). Uçucu yağ bileşenlerinden olan eucalyptolün; romatizma, bronşit ve sinüzit tedavisinde kullanıldığı ayrıca antiinflamatuvar ve analjezik etkisinin olduğu yapılan çalışmalarda kanıtlanmıştır (9-11). Diğer bileşenlerden olan piperitone ve carvacrol ile ilgili yapılan çalışmalarda her iki bileşeninde antibakteriyel ve antifungal etkisinin olduğu görülmüştür (12-15). Farklı türdeki Achillea bitkilerinin uçucu yağ etken maddeleri ve sahip oldukları farmakolojik özellikleri genel bilgiler kısmında daha ayrıntılı verilecektir. Pek çok kullanım şekline sahip olan şifalı bitkiler makro ve mikro elementler, polifenoller, vitaminler gibi insan sağlığı için önemli olan maddelere kaynaklık teşkil etmektedir. Bu özelliklerinden dolayı bu bitkiler özellikle işlenmemiş ham şekilleriyle bilhassa içecek olarak veya ilaç yapımında hammadde olarak kullanılmaktadır. Şifalı bitkilerin yapılarındaki bazı elementlerin enzim yapılarına katılarak vücuttaki bazı metabolik olayların devamında rol aldıkları, ayrıca kas ve kemik yapısına katılarak bu yapıların dayanıklılıklarını arttırıcı etki yaptıkları bilinmektedir. Ancak vücuttaki element derişimlerinin belirli bir sınırın üzerine çıkması toksik etkiler oluşturabilmektedir. Ayrıca elementlerin toplam derişiminin yanında bulundukları kimyasal formlar biyoyararlılıkları açısından oldukça önemlidir. Bu nedenle vücutta etkin olan element türlerinin belirlenmesine ait çalışmalar artış göstermektedir. Dolayısıyla bu tür bitkilerdeki element derişimlerinin belirlenmesi oldukça önemlidir. Achillea türü bitkiler Anadolu da sıklıkla çay olarak tüketildiği için, bunların eser element derişimlerinin belirlenmesinin önemli olduğu düşünülmektedir. Paracelsus un dediği gibi Zehir ile panzehir arasındaki fark miktardır da denilebilir. Dolayısıyla vücuda alınan eser element miktarının önemi çok büyüktür (16,17).
19 3 Bu çalışmada Achillea cinsine ait Achillea grandifolia Friv., Achillea nobilis subsp. spiylea ve Achillea teretifolia Willd. türlerinin hidrodistilasyon ile elde edilen uçucu yağlarının GC, GC-MS yöntemi ile kimyasal içeriği incelenmiştir. Ayrıca bu bitki örnekleri mikrodalga çözünürleştirme yöntemi ile çözünürleştirilip F-AAS ve ET-AAS ile element analizleri yapılmıştır.
20 4 2. GENEL BİLGİLER 2.1. Bitkilerle Tedavi ve Achillea (Civanperçemi) Achillea cinsi bitkiler, bütün dünyada binlerce yıldır tedavi amaçlı kullanılmıştır. Artan bilimsel verilere göre, bu cinsin terapötik değeri çeşitli açılardan kanıtlanmıştır. Araştırmacılar, Irak ta yapılan paleontolojik çalışmalarda, Achillea tipi çiçekler bulmuştur. Bu bitkilerin terapötik etkilerinin bulunduğu orta çağa ait bazı kitaplarda yer almaktadır. Uygulama yolları tamamen geleneksel olmasına rağmen Achillea türleri, genellikle sindirim sistemi, karaciğer ve safra kesesi rahatsızlıkları, menstural düzensizlikler, kramp, iltihabi durumlar, ateş, yara iyileştirici etkisi ve diüretik etkisi için kullanılmıştır (18). Achillea ismi, mitolojik bir geçmişe sahiptir. Bu isim bitkiler kullanarak yaralar iyileştiren Achilles ten gelmektedir. Günümüze kadar gelen bilgilere göre; İlyada Destanı kahramanlarından Achilles in savaşlardan sonra kanamalarını durdurmaları ve yaralarını iyileştirmeleri için bu bitkilerden askerlerine dağıttığı bilinmektedir. O zamanlardan beri bu cins Achilles den dolayı Achillea adı ile anılmıştır. Günümüzde de hala yara iyileştirici özelliğinden dolayı halk arasında tedavide kullanılmaktadır (19). Achillea cinsi, deniz seviyesinden 3000 metreye kadar olan habitatlarda yetişebilmektedir. Özellikle ılıman kuşaklarda daha rahat yetişebilir. Büyük kısmı Avrasya da olmakla beraber, bazı türleri Kuzey Afrika, birkaç türü Kuzey Amerika ve Güney yarımkürenin bazı bölgelerinde yayılış gösteren yaklaşık 140 türü bulunmaktadır (20). Yaygın olarak civanperçemi ismi ile bilinmesine karşın, değişik yörelerde akbaşlı, barsamotu, binbiryaprakotu, marsamaotu, kandilçiçeği ve baytaran isimleri ile de bilinir. Achillea millefolium Dünya nın çoğu yerinde kültürü yapılan ve bitki çayı şeklinde de yaygın olarak kullanılan bir türdür. Çay olarak içilmesinin yanı sıra merhem, bitki tendürü ya da oturma banyoları şeklinde de kullanılmaktadır. Yalnız Berit Dağı nda (Kahramanmaraş) metrelerde bulunan Achillea
21 5 armenorum, sahip olduğu güzel kokusundan dolayı yörede baytaran adı ile oldukça iyi bilinen bir türdür (20). Achillea türü ile ilgili pek çok çalışma yapılmıştır. Bunların bazıları; Bağcı ve arkadaşları, Elazığ da yetişen iki Achillea (Achillea wilhelmsii ve A. schischkinii) türünden su distilasyonu ile elde ettikleri uçucu yağların GC ve GC- MS ile analizleri sonucunda, sırasıyla otuz iki ve otuz altı bileşen yaklaşık olarak yağın % 99 ve % 97.9 ini oluşturacak şekilde tanımlamışlardır. Achillea wilhelmsii de ana bileşenler, camphene (% 7.9), 1,8-cineole (% 6.6), camphor (% 48.2), borneol (% 10.3) ve 3-cyclohekzan-1-ol (% 14.2), A. schischkinii de ise, 1,8-cineole (% 14.5), linalool L (% 8.9), camphor (% 12.9), isosiklositral (% 7.6), borneol (% 10.9) ve caryophyllene oksit (% 6.3) olduğu tespit edilmiştir (21). Aslan ve arkadaşlarının yaptığı bir çalışmada, A.teretifolia bitkisinin uçucu yağı incelenmiş ve etken maddeler piperitone (% 21,37), linalool (% 18,99) ve 1,8- cineole (% 6,79) olarak saptanmıştır (22). Bir başka çalışmada ise, Kazakistan da yetişen 3 farklı Achillea türünün uçucu yağları incelenmiştir. A.millefolium L. bitkisinde camphor (% 16), 1,8-cineole (% 8,7) ve borneol (% 6,2); A.nobilis bitkisinde camphor (% 17), 1,8-cineole (% 15,6) ve terpinen-4-ol (% 10); A.grandiflora bitkisinde ise β-pinene (% 8,9), selin- 11-en-4α-ol (% 8,5) ve γ-eudesmol (% 6,3) etken maddeler olarak rapor edilmiştir (23). Candan ve arkadaşları, yaptıkları çalışmada A. millefolium subsp. millefolium Afan. ın metanol ekstraktlarının ve uçucu yağlarının in-vitro şartlarda antimikrobiyal ve antioksidan aktivitelerini araştırmışlardır. Uçucu yağının GC-MS analizi sonucunda ana bileşenleri; 1,8-cineole, camphor, α-terpineol ve ß-pinene olmak üzere, 36 bileşik tanımlamışlardır. Çalışma sonucunda; suda çözünen ekstraktların yani polar fazının, antioksidan aktivite gösterdiğini belirtmişlerdir. Bunun yanında metanolik ekstraktların suda çözünmeyen kısımlarının ya çok düşük ya da hiç aktivite gösterememesine rağmen uçucu yağın altı mikroorganizmaya karşı antimikrobiyal özellik gösterdiğini belirlemişlerdir. Streptococcus pneumoniae, Clostridium perfringens, Candida albicans a karşı orta düzeyde aktivite gösterirken
22 6 Mycobacterium smegmatis, Acinetobacter lwoffii ve Candida krusei ye karşı düşük aktivite gösterdiğini belirlemişlerdir (7). Ünlü ve arkadaşları, Achillea setacea ve Achillea teretifolia bitkilerinin antimikrobiyal etkileri incelenmiştir. A.setacea da toplam uçucu yağın % 79,8 ini oluşturan 51 bileşen bulunmuştur. A.teretifolia da ise toplam uçucu yağın % 87,1 ini oluşturan 42 bileşen bulunmuştur. Her iki tür içinde etken madde eucalyptol olup sırasıyla % 18,5 ve % 19,9 luk kısmı teşkil etmektedir. Sonuçta Clostridium perfringens ve Acinetobacter lwoffii ye karşı çok güçlü bir etki gösterirken Staphylococcus aureus, S. pneumoniae, Bacillus cereus ve Mycobacterium smegmatis e karşıda antimikrobiyal etki gösterdiği belirlenmiştir (8). Puerta ve arkadaşları A. ageratum uçucu yağı üzerinde yaptıkları çalışmada ana bileşenler olarak artemisia keton, artemisia alkol, β-caryophyllene oxide ve 1,8- cineole ü tespit etmişlerdir. Uçucu yağı Gram (+) Basillus sp. ile Staphylococcus aureus ve Gram (-) Escherichia coli üzerinde etkili bulmuşlardır (24). Stajanovic ve arkadaşları, Achillea clavennae, Achillea holosericea, Achillea lingulata ve Achillea millefolium bitkilerinin toprak üstü kısımlarının hekzan, metanol ve eter ekstraktlarını hazırlayarak beş bakteri türü (Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa ve Salmonella enteritidis) ve iki mantar türüne karşı (Aspergillus niger ve Candida albicans) test etmişlerdir. A.lingulata ve A.clavennae nin çok güçlü antimirobiyal etki gösterdiği belirlenmiştir. A.clavennae, Aspergillus niger ve Candida albicans a karşı klasik antibiyotikler ile eşdeğer hatta daha güçlü bir etki göstermiştir (25). Küpeli ve arkadaşları, Anadolu da yetişen 5 Achillea türünün antinosiseptif ve antienflamatuvar etkilerini incelemiş ve A. wilhelmsii, A. setacea ve A. vermicularis ten hazırlanan etanollü ekstre 500 mg/kg dozda herhangi bir akut toksisite ve gastrik hasar oluşturmaksızın kuvvetli antinosiseptif ve anti-inflamatuvar aktivite gösterdiğini belirtmişlerdir. A. phrygia sadece kuvvetli antinosiseptif aktivite gösterirken A.sipikorensis herhangi bir anti-inflamatuvar ve antinosiseptif aktivite göstermemiştir (26).
23 7 Karaalp ve arkadaşları, 13 Achillea türünden (A. multifida (DC.) Boiss., A teretifolia Waldst.&Kitt., A. schischkinii Sosn., A. setacea Waldst.&Kitt., A. crithmifolia Waldst.&Kitt., A. falcata L.,A. biebersteinii Afan, A. coarctata Poir., A. millefolium L. subsp. pannonica (Scheele) Hayek., A. clypeolata Sm., A. kotschyi Boiss. subsp. kotschyi, A. phyrigia Boiss.&Bal,. ve A. nobilis L. subsp. neilreichii (Kerner) Formanek) elde ettikleri 39 farklı ekstraktı Escherichia coli,. Staphylococcus aureus, Streptococcus epidermidis, Salmonella typhimurium, Bacillus cereus, Bacillus subtilis, Pseudomonas aeroginosa, Enterococcus faecalis, ve Candida albicans a karşı antimikrobiyal özelliklerini incelemişlerdir. Bu çalışma sonucunda çeşitli Achillea türlerinin antibakteriyel özellik gösterdiğini bulmuşlardır (27). Karamenderes ve arkadaşları, yaptıkları bir çalışmada halk arasında karın ağrısına karşı kullanılan endemik A.nobilis subsp. sipylea nın bu kullanımını doğrulayabilmek amacı ile etanolik ekstresinin sıçan duodenumundaki antispazmodik etkisini araştırmışlardır. Çalışmada, bitkinin yaprak ve çiçekli kısımlarından hazırlanan % 70 lik etanolik ekstre, sıçan duodenumunda asetil kolin ve kalsiyum klorür ile indüklenen doz-yanıt eğrilerinde inhibitör etki göstermiştir. Ayrıca doza bağımlı olarak maksimal yanıtları belirgin şekilde azaltmıştır. Bu sonuçlar A.nobilis subsp. sipylea total ekstresinin sıçan duodenumunda antispazmodik etkiye sahip olduğunu göstermektedir (28). Yapılan bir çalışmada Barel ve arkadaşları, Achillea fragrantissima dan elde edilen uçucu yağın farklı Gram (+), Gram (-) bakteriler ve Candida albicans üzerine etkisini araştırmışlardır. Elde edilen yağı, silika jel kolonda petrol eterinde (30 40 C) eter gradiyenti aracılığı ile fraksiyonlamışlardır. Daha az polar bileşik içeren iki fraksiyon sadece Candida albicans üzerinde, daha fazla polar bileşik içeren fraksiyonların ise, test edilen bütün mikroorganizmaların gelişimini inhibe ettiğini belirtmişlerdir. Bu bileşiklerden birini de terpinen-4-ol olarak tanımlamışlardır. Ticari olarak elde edilen terpinen-4-ol ünde aynı antimikrobiyal aktiviteyi gösterdiğini kaydetmişlerdir (29). Barbour ve arkadaşları, Lübnan da yetişen ve halk ilacı olarak kullanılan 27 bitki türünün farklı kısımlarından elde edilen su ve metanol ekstraktlarının in-vitro
Eyüp BAĞCI, Alpaslan KOÇAK ve Ebru YÜCE Fırat Üniversitesi, Fen Ed. Fak. Biyoloji Bölümü, Elazığ ebagci@firat.edu.tr
Fırat Üniv. Fen ve Müh. Bil. Dergisi Science and Eng. J of Fırat Univ. 20 (2), 251-255, 2008 20 (2), 251-255, 2008 Achillea wilhelmsii C. Koch ve Achillea schischkinii Sosn. Türlerinin Uçucu Yağ Kompozisyonu