ارزیابی بازده و ترکیبات تشکیل دهنده اسانس گیاه تازه و خشک اسطوخودوس فرانسوی (Lavandula angustifolia L.) در نوبت‌های مختلف برداشت

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی‌ارشد گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران

2 نویسنده مسئول، استادیار گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران.

3 استادیار گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران.

چکیده

سابقه و هدف: اسطوخودوس فرانسوی (Lavandula angustifolia L.) گیاهی معطر و چندساله بوده که به خانواده نعناع (Lamiaceae) تعلق دارد. از این گیاه باارزش اقتصادی بالا، به‌دلیل اسانس ارزشمندی که داراست، در صنایع دارویی، غذایی و آرایشی- بهداشتی به‌وفور مورد استفاده قرار می‌گیرد. خشک کردن فرآیند پس از برداشتی است که در کشت و کارهای با مقیاس صنعتی، به‌دلیل حجم بالایی از گیاه تازه تولیدی نیازمند فضای مکانی بزرگ و هزینه‌های بالا، چه به لحاظ سخت‌افزاری و چه به لحاظ نیروی انسانی می‌باشد تا پس از آن جهت استخراج اسانس به کارخانه انتقال یابد. در این صورت اگر بتوان مستقیماً اسانس را با کمیت و کیفیت مطلوب از گیاه تازه استخراج کرد، هزینه تولید از نظر اقتصادی به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. این مطالعه، با هدف تاثیر نوبت‌های مختلف برداشت در طول فصل رشد از گیاه تازه و خشک اسطوخودوس فرانسوی بر کمیت و کیفیت اسانس در شرایط آب و هوایی شهرستان سعادت‌شهر استان فارس انجام شد.
مواد و روش‌ها: در این پژوهش، آزمایشی به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با ۳ تکرار اجرا گردید. عامل اول شامل سه نوبت برداشت (سه تاریخ 5/3/1399، 18/5/1399 و 30/7/1399 که مصادف با اوج گلدهی هر نوبت برداشت بود) و عامل دوم نوع ماده گیاهی (تازه و خشک) بود. خشک کردن در سایه و در دمای اتاق (24 درجه سانتیگراد) انجام شد. استخراج اسانس نمونه‌ها با دستگاه کلونجر به روش تقطیر با آب به مدت 3 ساعت صورت گرفت و پس از اندازه‌گیری مقدار اسانس (درصد وزنی به وزنی)، نوع و مقدار ترکیبات شیمیایی موجود در اسانس با استفاده از دستگاه‌های گاز کروماتوگرافی گازی (GC) و گاز کروماتوگرافی متصل به طیف‌سنج جرمی (GC-MS) تعیین گردید.
یافته‌ها: نتایج حاصل از تجزیه واریانس نشان داد که اثر متقابل نوع ماده گیاهی و نوبت برداشت بر بازده اسانس گیاه اسطوخودوس فرانسوی معنی‌دار نبود؛ اما نتایج تجزیه واریانس ترکیب‌های عمده شناسایی شده در اسانس گیاه اسطوخودوس فرانسوی نشان داد که ویژگی نوبت برداشت بر ترکیبات لینالول، بورنئول و کامفور در سطح احتمال 1 درصد معنی‌دار شده و ویژگی نوع ماده گیاهی بر ترکیبات لینالول و لینالول استات در سطح احتمال 5 درصد و بر ترکیبات بورنئول و کامفور در سطح احتمال 1 درصد معنی‌دار بود. اثر متقابل نوبت برداشت و نوع ماده گیاهی بر دو ترکیب لینالول و 8،1- سینئول در سطح احتمال 1 درصد تاثیر معنی‌داری داشت. مقایسه میانگین نوع ماده گیاهی در نوبت‌های برداشت مختلف بر ترکیبات عمده شناسایی شده در اسانس اسطوخودوس فرانسوی نشان داد که درصد ترکیب لینالول در تیمار ماده گیاهی تازه و نوبت برداشت سوم با میانگین 63/21 درصد، بیشترین مقدار بوده و کمترین مقدار آن در تیمار ماده گیاهی خشک و نوبت برداشت سوم با میانگین 53/7 درصد مشاهده گردید. همچنین، بیشترین مقدار ترکیب 8،1- سینئول در تیمار ماده گیاهی تازه و در نوبت برداشت اول با میانگین 90/13 درصد و کمترین مقدار این ترکیب در تیمار ماده گیاهی تازه و نوبت برداشت دوم با میانگین 30/4 درصد حاصل شد. مقایسه میانگین اثر نوبت برداشت بر ترکیبات اسانس نشان داد که بیشترین مقدار دو ترکیب بورنئول و کامفور (به‌ترتیب 98/19 و 93/4 درصد) در نوبت برداشت دوم و ترکیب لینالول استات (26/12 درصد) در نوبت برداشت اول گزارش گردید.
نتیجه گیری: نتایج نشان داد به‌دلیل اسانس بسیار ارزشمند گیاه اسطوخودوس فرانسوی و تقاضای روز افزون جهان برای اسانس، این گیاه در صنایع داروسازی، مواد غذایی و آرایشی- بهداشتی کاربرد دارد و با توجه به پژوهشی که بر بازده اسانس اسطوخودوس فرانسوی در نوبت-های مختلف برداشت صورت گرفته چین اول از عملکرد کمی و کیفی بالاتری برخوردار بود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Evaluation of yield and constituent compounds of fresh and dried Lavandula angustifolia L. essential oil in different harvesting times

نویسندگان [English]

  • Shima Mobasheri 1
  • Alireza Yavari 2
  • Farzin Abdollahi 3
1 M.Sc., Dept. of Horticulture Science and Engineering, College of Agriculture and Natural Resources, University of Hormozgan, Bandar Abbas, Iran
2 Corresponding Author, Assistant Prof., Dept. of Horticulture Science and Engineering, College of Agriculture and Natural Resources, University of Hormozgan, Bandar Abbas, Iran.
3 Assistant Prof., Dept. of Horticulture Science and Engineering, College of Agriculture and Natural Resources, University of Hormozgan, Bandar Abbas, Iran
چکیده [English]

Background and Objectives: Lavandula angustifolia L. is a perennial and aromatic plant which belongs to Lamiaceae family. The drying process is very expensive, but if it is done correctly, it significantly increases the efficiency and components of the essential oil after harvesting. In large-scale agriculture, L. angustifolia raw materials needs a lot of space and high cost for drying process due to the large volume of material at harvest time. In this case, if it is possible to directly extract the essential oil with the desired quantity and quality from the fresh plant, the production cost will be significantly reduced from the economic point of view. The aim of the current study was to evaluate the performance and quality of essential oil of L. angustifolia in different harvesting times of fresh and dried plants.
Materials and methods: For these goals, aerial parts of L. angustifolia in full flowering stage were collected from selected plants from a 3-year farm located in Saadatshahr city of Fars province. A Factorial experiment as a completely randomized blocks design with three replications and two factors include three different harvesting times (25th of May, 8th of August and 21st of October, 2020) and two types of plant materials (fresh and dry) was performed in the farm. The essential oils of different L. angustifolia samples were extracted by hydro-distillation using Clevenger apparatus and with three replications. The yields were calculated based on dry weight and the oils were analyzed by a combination of GC-FID and GC-MS techniques, to check for chemical variability based on British Pharmacopoeia. At the end of the experiment, data analysis was performed using SAS software (version: 9.4). The means were compared by Duncan's multi-range test.
Results: The results of the present study demonstrated that the interaction effects of harvesting times and plant materials on the essential oil yield was not significant. However, the results of variance analysis of the main compounds identified in the L. angustifolia essential oil showed that the characteristics of linalool, borneol and camphor compounds were significant at the 1% probability level, and the characteristics of the type of plant material on the linalool and linalool acetate compounds were significant at the level of 1%. The probability of 5% was significant on the borneol and camphor compounds at the 1% probability level. The interaction effect of harvest time and type of plant material had a significant effect on the two compounds of linalool and 1,8-cineole at the 1% probability level. Mean comparison of the effect of plant materials in harvest times the main compounds identified in essential oil of L. angustifolia showed that the percentage of linalool composition in the treatment of fresh plant matter and the third harvest time was the highest with an average of 21.63% and the lowest amount in the treatment of dry plant matter and the third harvest time was observed with an average of 7.53%. Also, the highest amount of 1,8-cineole compound was obtained in the treatment of fresh plant material and in the first harvest with an average of 13.90% and the lowest amount of this compound in the treatment of fresh plant material and the second harvest with an average of 4.30%.
Conclusion: The findings of this study showed that due to the very valuable essential oil of L. angustifolia and the world's increasing demand for essential oil, this plant is used in the pharmaceutical, food and cosmetic industries, and according to the research on the efficiency of the L. angustifolia essential oil in different harvest times, the best harvesting time was the Spring harvesting in the full flowering stage.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Drying
  • Essential oil
  • Linalool
  • Plant material
  • Storage

مراجع

1.Najar, B., Demasi, S., Caser, M., Gaino, W., Cioni, P. L., Pistelli, L. & Scariot, V. (2019). Cultivation Substrate composition influences morphology, volatilome and essential oil of Lavandula angustifolia Mill. Agronomy, 9, 411.
2.Claudio, C., Francesca, F., Fabio, D., Antonio, B., Maria, L., Gino, N., Giancarlo, R. & Gabrilla, S. (2021). Chemical Profile. In Vitro Biological activity and comparison of essential oils from fresh and dried flowers of Lavandula angustifolia L. Molecules, 26, 2-20.
3.Smigielski, K., Prusinowska, R., Stobiecka, A., Kunicka, A. & Gruska, R. (2018). Biological properties and chemical composition of essential oils from flowers and aerial parts of lavender (Lavandula angustifolia). Journal of Essential Oil Bearing Plants, 21, 1-13.
4.Aboutaleb, N., Jamali, H., Abolhasani, M. & Pazoki Toroudi, H. (2019). Lavender oil (Lavandula angustifolia) attenuates renal ischemia/reperfusion injury in rats through suppression of inflammation. oxidative stress and apoptosis. Biomedicine & Pharmacotherapy, 110, 9-19.
5.Calo, J. R., Crandall, P. G., O'Bryan, C. A. & Ricke, S. C. (2015). Essential oils as antimicrobials in food systems-A review. Food Control, 54, 111-119.
6.Pereira, I., Severino, P., Santos, A., Silva, A. & Souto, E. (2018). Linalool bioactive properties and potential applicability in drug delivery systems. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 171, 566-578.
7.Raut, J. S. and Karuppayil, S. M. (2014). A status review on the medicinal properties of essential oils. Industrial Crops & Products, 62, 250-264.
8.Pokajewicz, K., Bialon, M., Svydenko, L., Fedin, R. & Hudz, N. (2021). Chemical composition of the essential oil of the new cultivars of Lavandula angustifolia Mill. Molecules, 26, 2-20.
9.Züleyha, Ö., Turgut, K., Selami, S. & Cenk, P. (2018). Effect of different drying methods and development stages on the essential oil chemical composition of aerial parts of Origanum vulgare L. subsp. hirtum (link) Letsw. Journal of Essential Oil Bearing Plants, 21 (4), 1403-1409.
10.Beigi, M., Torki-Harchegani, M. & Ghasemi Pirbalouti, A. (2018). Quantity and chemical composition of essential oil of peppermint (Mentha × piperita L.) leaves under different drying methods. International Journal of Food Properties, 21 (1), 267-276.
11.Inan, M., Kirpik, M., Kaya, D. A. & Kirici, S. (2011). Effect of harvest time on essential oil composition of Thymbra spicata L. growing in flora of Adıyaman. Advances in Environmental Biology, 2, 356-358.
12.Mollaei, S., Ebadi, M., Hazrati, S., Habibi, B., Gholami, F. & Sourestani, M. M. (2020). Essential oil variation and antioxidant capacity of Mentha pulegium populations and their relation to ecological factors. Biochemical Systematics and Ecology, 91, 104084.
13.Al-Hamdani, A., Jayasuriya, H., Pathare, P. B. & Al-Attabi, Z. (2022). Drying characteristics and quality analysis of medicinal herbs dried by an indirect solar dryer. Foods, 11, 4103.
14.Liao, Z., Huang, Q., Cheng, Q., Khan, S. & Yu, X. (2021). Seasonal variation in chemical compositions of essential oils extracted from lavandin flowers in the Yun-Gui Plateau. Molecular, 26, 2-8.
15.Amani Machiani, M., Javanmard, A., Ostadi, A., Morshedloo, M. & Chabokpour, J. (2021). Effects of harvest time and mycorrhiza fungus application on quantitative and qualitative yield of thyme (Thymus vulgaris L.) essential oil at different irrigation levels. Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants Research, 36 (6), 1037-1022. (In Persian)
16.Yazdani, D., Shahnazi, S., Jamshidi, A., Rezazadeh, S. & Mojab, F. (2006). Study on variation of essential oil quality and quantity in dry and fresh herb of Thyme and Tarragon. Journal of Medicinal Plants Research, 1 (17), 7-15.
17.British Pharmacopoeia. (2007). Appendix XI. Vol. 2, London, HMSO, 137-138.
18.Medjahed, F., Merouane, A., Saadi, A., Bader, A., Cioni, P. L. & Flamini, G. (2016). Chemical profile and antifungal potential of essential oils from leaves and flowers of Salvia algeriensis (Desf.): A comparative study. Chilean Journal of Agricultural Research, 76 (2), 195-200.
19.Adams, R. P. (2011). Identification of Essential Oils by Ion Trap Mass Spectroscopy. Academic Press: New York. 809 p.
20.Davies, N. W. (1998). Gas chromatographic retention indices of monoterpenes and sesquiterpenes on methyl silicon & Carbowax 20M phases. Journal of Chromatography A, 503, 1-24.
21.Shibamoto, T. (1987). Retention indices in essential oil analysis. In Capillary Gas Chromatography in Essential Oil Analysis, Sandra P. Bichi C. (eds). Alfred Heuthig: New York.
22.Omidbaigi, R. (2009). Production and Processing of Medicinal Plants. Vol. 2, Mashad, 438 p.
23.Yi, W. & Wetzstein, H. Y. (2011). Effects of drying and extraction conditions on the biochemical activity of selected herbs. HortScience, 46(1), 70-73.
24.Heydari, Z., Yavari, A., Jafari, L. & Mumivand, H. (2020). Study on the chemical diversity of essential oil from different plant parts of Salvia sharifii Rech. f. & Esfand. Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants Research, 36 (4), 627-641. [In Persian]
25.Mahmood, A., Gendy, A., Alahl, H., Gralova, D., Astatkie, T. & Abdelrazik, T. (2018). Impacts of harvest time and water stress on the growth and essential oil components of horehound (Marrubium vulgare). HortScience,232, 139-144.
26.Nejad Habibvash, F. & Daneshgar, M. (2019). Variation in the essential oil (Thymus kotschyanus) Boiss. & Hohen. Apical shoots at different developmental stages. Journal of Plant Research, 32 (2), 474-486. (In Persian)
27.Verdian-Rizi, M. (2008). Variation in the essential oil composition of Artemisia annua L. of different growth stages cultivated in Iran. African Journal of Plant Science, 2 (2), 16-18.
28.Ebadi, M. T., Azizi, M., Sefidkon, F. & Ahmadi, N. (2015). Influence of different drying methods on drying period, essential oil content and composition of Lippia citriodora Kunth. Journal of Applied Research on Medicinal and Aromatic Plants, 2 (4), 182-187.
29.Rahimi, A. & Farrokhi, E. (2019). Evaluation of the effect of different drying methods on antioxidant and phytochemical activity of essential oil of Origanum vulgare L. subsp. gracile. Eco-phytochemical Journal of Medicinal Plants, 27 (3), 4-27. [In Persian]
30.Hassanzadeh, K., Hemmati, K. & Mehdipour, M. (2018). Effects of different drying methods (natural method and oven) on drying time and some secondary metabolites of Lemon balm (Melissa officinalis L.). Journal of Plant Production, 25 (1), 137-143. (In Persian)
31.Silva, S., Luz, J., Nogueira, P., Blank, A., Sampaio, T., Pinto, J. & Janior, A. (2017). Organo-mineral fertilization effects on biomass and essential oil of lavender (Lavandula dentata L.). Industrial Crops & Products, 103, 137-140.
32.Smigielski, K., Prusinowska, R., Raj, A., Sikora, M., Wolinska, K. & Gruska, R. (2011). Effect of drying on the composition of essential oil from Lavandula angustifolia. Journal of Essential Oil Bearing Plants, 5, 532-542.
33.Ning, W., Peng, X., Ma, L., Cui, L., Lu, X., Wang, J., Tian, J., Li, X., Wang, W. & Zhang, L. (2012). Enhanced secondary metabolites production and antioxidant activity in postharvest Lonicera japonica Thunb. in response to UV radiation. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 13, 231-243.
34.Nazari, M. & Zarinkamar, F. (2020). Ultraviolet-B induced changes in Mentha aquatica (a medicinal plant) a early and late vegetative growth stages: Investigations at molecular and genetic levels. Industrial Crops & Products, 154, 112618.
35.Ning, W., Peng, X., Ma, L., Cui, L., Lu, X., Wang, J., Tian, J., Li, X., Wang, W. & Zhang, L. (2012). Enhanced secondary metabolites production and antioxidant activity in postharvest Lonicera japonica Thunb. in response to UV radiation. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 13, 231-243.
پژوهش‌های تولید گیاهی
دوره 30، شماره 4
دی 1402
صفحه 153-170

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار