SPHAEROPHYSA KOTSCHYANA BİTKİSİNİN BAZI KİMYASAL BİLEŞENLERİNİN ANALİZİ VE ANTİOKSİDAN KAPASİTESİNİN BELİRLENMESİ.

Transkript

1 SPHAEROPHYSA KOTSCHYANA BİTKİSİNİN BAZI KİMYASAL BİLEŞENLERİNİN ANALİZİ VE ANTİOKSİDAN KAPASİTESİNİN BELİRLENMESİ Abdussamat GÜZEL Yüksek Lisans Tezi Kimya Anabilim Dalı Prof. Dr. Mahfuz ELMASTAŞ 2013 Her hakkı saklıdır

2 T.C. GAZİOSMANPAŞA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ KİMYA ANABİLİM DALI Y. LİSANS TEZİ SPHAEROPHYSA KOTSCHYANA BİTKİSİNİN BAZI KİMYASAL BİLEŞENLERİNİN ANALİZİ VE ANTİOKSİDAN KAPASİTESİNİN BELİRLENMESİ Abdussamat GÜZEL TOKAT 2013 Her Hakkı Saklıdır

3

4

5 ÖZET Y. Lisans Tezi SPHAEROPHYSA KOTSCHYANA BİTKİSİNİN BAZI KİMYASAL BİLEŞENLERİNİN ANALİZİ VE ANTİOKSİDAN KAPASİTESİNİN BELİRLENMESİ Abdussamat GÜZEL Gaziosmanpaşa Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Mahfuz ELMASTAŞ Bitkilerin tedavi amaçlı kullanımı insanlık tarihi ile başlamaktadır. Doğal kaynakların tedavi amacı ile kullanılması içerdiği fonksiyonel bileşiklerden kaynaklanmaktadır. Son yıllarda doğal kaynakların kimyasal bileşenleri ile ilgili bilimsel çalışmalar yaygın bir şekilde yapılmaktadır. Bu da bitkilerin içeriğinin kimyasal olarak aydınlatılmasının önemini ortaya koymaktadır. Bu çalışmada Konya yöresinde Tuz Gölü etrafında yetişen, endemik bir bitki olan Sphaerophysa kotschyana bitkisinin yağ asidi bileşenleri, vitamin A ve vitamin E içeriği belirlenmiş ve antioksidan kapasitesi değerlendirilmiştir. Ayrıca bazı bileşikler saflaştırılmış ve yapısı aydınlatılmıştır. Yapılan antioksidan aktivite testlerinde; serbest radikal (DPPH ) giderme aktivitesi ve indirme gücü aktivitesi çok düşük olmasına rağmen katyon radikali (ABTS + ) giderme aktivitesi yüksek olduğu gözlemlenmiştir. Total fenol bileşik miktarı yaprak-gövde de 0,357 mg GAE/kg kuru bitki ve meyvede ise 0,006 mg GAE/kg kuru bitki olarak çok düşük miktarda bulunmuştur. Vitamin A; yaprak-gövdede: 16,8 mg /kg kuru bitki ve meyvede: 15,85 mg/kg kuru bitki olarak belirlendi. Vitamin E ise; yaprak-gövdede:84,1 mg/kg kuru bitki ve meyvede:70,6 mg/kg kuru bitki olarak belirlendi. Yağ asitlerinde ana bileşen meyvede; linoleik asit (%72,41) ve palmitik asit (%18,20) ve yaprak-gövdede ise; oleik asit (%59,12) ve stearik asit (%13,42) olarak belirlendi. 2013, 60 sayfa Anahtar Kelimeler: Sphaerophysa kotschyana, Antioksidan kapasite, Vitamin A, Vitamin E, Yağ asitleri i

6 ABSTRACT M. Sc. Thesis ANALYSIS OF SOME CHEMICAL COMPONENT AND DETERMINATION OF ANTIOXIDANT CAPACITY OF SPHAEROPHYSA KOTSCHYANA PLANT Abdussamat GÜZEL Gaziosmanpaşa University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Chemistry Supervisor: Prof. Dr. Mahfuz ELMASTAŞ Medicinal use of plants starts with the history of mankind. Usage of natural sources for medicinal purposes is due to functional compounds they contain. In recent years, the chemical constituents of natural products have been widely studied. This shows the importance of structural elucidation of chemical contents in plants. In this study, contents of fatty acids, vitamin A and vitamin E were determined in Sphaerophysa kotschyana, an endemic plant distributed around the Salt Lake in Konya region, and its antioxidant capacity was evaluated. In addition, some compounds were purified and their structures were elucidated. According to obtained antioxidant activity data, free radical (DPPH ) scavenging activity and reducing power activity were very low but cation radical (ABTS + ) scavenging activity was observed to be high. Total phenolic compound content was found to be very low in leaf-body with mg GAE/kg dry plant and in the fruit with mg GAE/kg dry plant.vitamin A content was found to be 16.8 mg/kg dry plant in leaf-body and mg/kg dry plant in fruit. Vitamin E content in the leaf-body was observed to be 84.1 mg/kg DW and in the fruit 70.6 mg/kg DW. The main component fatty acids were determined as linoleic acid (72.41%) and palmitic acid (18.20%) in fruit and; oleic acid (59.12%) and stearic acid (13.42%) in the leaf-body. 2013, 60 pages Keywords: Sphaerophysa kotschyana, Antioxidant Capacity, Vitamin A, Vitamin E, Fatty acids ii

7 ÖNSÖZ Tez çalışmam boyunca, bilgi, fikir ve literatür temini konusunda her türlü desteğini gördüğüm, her zaman benim için bir yol gösterici olan ve tez yazımında yardımlarını esirgemeyen değerli hocam Prof. Dr. Mahfuz ELMASTAŞ a; Bitki temininde yardımcı olan saygıdeğer hocam Doç. Dr. Murat Aydın ŞANDA ya Öncelikle moral desteğinden dolayı ve tezimin yazım aşamasında ve laboratuvar çalışmaları sırasında her türlü bilgi birikimini benimle paylaşan sevgili arkadaşım uzman ÖZKAN ŞEN e; Laboratuvar çalışmalarım esnasında güzel bir ortam oluşturan arkadaşlarım Uzman Hüseyin AKŞİT, Mehmet Geçeci, Ömer KAYIR, Zülfikar KARAÇAY ve Uzman Nusret GENÇ'e, Bölümümüzün her türlü imkânından faydalanmamı sağlayan Gaziosmanpaşa Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Kimya Bölümü yöneticilerine ve manevi desteklerini esirgemeyen bütün öğretim elemanlarına; Hayatım boyunca maddi ve manevi desteklerini esirgemeyen aileme; Çok teşekkür ederim. Abdussamat GÜZEL Temmuz 2013 iii

8 İÇİNDEKİLER Sayfa ÖZET... i ABSTRACT... ii ÖNSÖZ... iii İÇİNDEKİLER... iv ŞEKİLLER DİZİNİ... vi ÇİZELGELER DİZİNİ... vii SİMGE VE KISALTMALAR... viii 1. GİRİŞ GENEL BİLGİLER Sphaerophysa kotschyana Literatür Özeti Reaktif Oksijen Türleri Ve Etkileri Yaşam İçin Oksijen (0 2 ) Reaktif Oksijen Türleri (ROS) Serbest Radikallerin Lipidlere Etkileri Serbest Radikallerin Proteinlere Etkileri Serbest Radikallerin Nükleik Asitler ve DNA'ya Etkileri Serbest Radikallerin Karbonhidratlara Etkileri Antioksidan Savunma Sistemleri Fenolik Bileşikler Sekonder Metabolitlerin Ayırma ve Saflaştırılmasında Kullanılan Kromatografik Yöntemler Kolon Kromatografisi (KK) İnce Tabaka Kromatografisi (İTK) Yüksek Basınçlı Sıvı Kromatografisi (HPLC) Gaz Kromatografisi (GC) MATERYAL ve YÖNTEM Bitkisel Materyal Kullanılan Kimyasal Maddeler iv

9 3.3. Cihazlar Antioksidan Aktivite Testleri Serbest Radikal Giderme Aktivitesi İndirgeme Gücü Aktivitesi (Oyaizu Metodu) Toplam Fenolik Bileşik Katyon Serbest Radikal Giderme Aktivitesi Sphaerophysa kotschyana Bitkisinin Yağ Asitlerinin Analizi Vitamin A ve Vitamin E nin HPLC ile Kantitatif Tayini BULGULAR ve TARTIŞMA Antioksidan Aktive Testlerinin sonuçları Serbest Radikal (DPPH ) Giderme Aktivitesi İndirgeme Gücü Katyon Serbest Radikal Giderme Aktivitesi Total Fenol Bileşik Tayini A ve E Vitamini Tayini Yağ Asitleri Analizi Ayırma/saflaştırma Aşaması Kolon Kromatografisi Sonuçları Gövde kısmı için kolon kromatografisi D-pinitol (1) Bileşiğinin Fiziksel ve Spektral Özellikleri Sukroz (17) Bileşiğinin Fiziksel ve Spektral Özellikleri SONUÇ KAYNAKLAR ÖZGEÇMİŞ v

10 ŞEKİLLER DİZİNİ Şekil 2.1. Sphaerophysa Kotschyana (Fotograf: Doç. Dr. Murat Aydın Şanda)... 3 Şekil Li Ve Arkadaşlarının Sphaerophysa Salsula Türünden İzole Ettikleri Sterol Bileşiği... 5 Şeki 2.3. Ma Ve Arkadaşlarının İzole Ettikleri Bileşikler... 6 Şekil 2.4. Ma Ve Arkadaşlarının İzole Ettiği Bileşikler... 6 Şekil 2.5. Ma Ve Arkadaşlarının Sphaerophysa Salsula Türünden İzole Ettikleri 2 Yeni Falvanoid Bileşikler... 7 Şekil 2.6. Yağ Asidi Zincirinin Bir Lipid Radikali Niteliği Kazanması... 9 Şekil 2.7. Lipid Reaksiyonu Şekil 4.1. Sphaerophysa Kotschyana Bitkisinin Dpph Radikal Giderme Aktivitesi Şekil 4.2. Sphaerophysa Kotschyana Bitkisinin İndirme Gücü Aktivitesi Şekil 4.3. Sphaerophysa Kotschyana Bitkisinin Katyon Serbest Radikal Giderme Aktivitesi Şekil 4.4. Kolon Kromatografide Kullanılan Cam Kolon Şekil 4.5. D-Pinitol (3-O-Methyl-D-Chiro-İnositol) Bileşiğinin Yapısı Şekil 4.6. D-Pinitol Bileşiğinin Belirlenen Hmbc Korelasyonları Şekil 4.9. D-Pinitol Bileşiğinin 13 c-nmr Spektrumu (100 Mhz, Dmso-D 6 ) Şekil D-Pinitol Bileşiğinin Hmbc Spektrumu (400 Mhz, Dmso-D 6 ) Şekil D-Pinitol Bileşiğinin Cosy Spektrumu (400 Mhz, Dmso-D 6 ) Şekil D-Pinitol Bileşiğinin Hetcor Spektrumu (100 Mhz, Dmso-D 6 ) Şekil D-Pinitol Bileşiğinin Apt, Dept-90, Dept-135 Spektrumları (100 Mhz Şekil D-Pinitol Bileşiğinin Tocsy Spektrumu Şekil D-Pinitol Bileşiğinin Ft-Ir Spektrumu (Kbr) Şekil Sukroz Bileşiğinin Yapısı Şekil Sukroz Bileşiğinin Belirlenen Hmbc Korelasyonları Şekil Sukroz Bileşiğinin 1 h-nmr Spektrumu (400 Mhz, Dmso-D 6 ) Şekil Sukroz Bileşiğinin 13 c-nmr Spektrumu (100 Mhz Dmso-D 6 ) Şekil Sukroz Bileşiğinin Hmbc Spektrumu (400 Mhz, Dmso-D 6 ) Şekil Sukroz Bileşiğinin Cosy Spektrumu (400 Mhz, Dmso-D 6 ) Şekil Sukroz Bileşiğinin Hetcor Spektrumu (400 Mhz, Dmso-D 6 ) Şekil Sukroz Bileşiğinin Apt, Dept-90 Ve Dept-135 Spektrumları (100 Mhz, Şekil 4.24.Sukroz Bileşiğinin Ft-Ir Spektrumu vi

11 ÇİZELGELER DİZİNİ Çizelge 4.1. Sphaerophysa Kotschyana Bitkisinin Total Fenolik Bileşik Tayini Çizelge 4.2. Sphaerophysa Kotschyana Bitkisinin A Ve E Vitamini Tayini Çizelge 4.3.Sphaerophysa Kotschyana Bitkisinin Yağ Asidi Bileşenleri Çizelge 4.4.Sphaerophysa Kotschyana Bitkisinin Doymuş Ve Doymamış Yağ Asidi Oranları Çizelge4.5. Kolon Kromatografisi İçin Çözücü Sistemi Çizelge4.6. D-Pinitol Bileşiğinin 1 H-NMR Ve 13 C-NMR Kimyasal Kayma Değerleri. 33 Çizelge 4.7. Sukroz Bileşiğinin 1 H-NMR, 13 C-NMR Kimyasal Kayma Değerleri ve HMBC Korelasyonları vii

12 SİMGE VE KISALTMALAR DİZİNİ Simge δ d dd J s t m N ppm Açıklama Kimyasal Kayma Dublet Dubletin dubleti Etkileşme Sabiti Singlet Triplet Multiplet Normal Milyonda bir kısım Kısaltma APT BHA BHT DEPT DMSO GC-MS HPLC İTK NMR TCA UV-VIS HMBC HMQC HETCOR SRGA KRGA Açıklama Attached Proton Test Bütillenmiş Hidroksi Anisol Bütillenmiş Hidroksi Toluen Distortionless Enhancement by Polarization Transfer Dimetilsülfoksit Gaz Kromatografisi- Kütle Spektrometresi High Performence Liquid Chromatography İnce Tabaka Kromatografi Nükleer Manyetik Rezonans Trikloroasetik asit Ultraviyole-Görünür Bölge Heteronuclear Multiple Bond Corralation Heteronuclear Multiple Quantum Corralation Heteronuclear Corralation Serbest Radikal Giderme Aktivitesi Katyon Radikali Giderme Aktivitesi viii

13 1. GİRİŞ Antioksidanların çağımızda artan popüleritesi ile antioksidan araştırmaları son zamanlarda hız kazanmıştır. Bunun sonucu olarak bitkiler üzerinde çalışmalar artmıştır. Çünkü bitkilerin tedavi, gıda ve kozmetik amaçlı kullanıldığı göz önünde bulundurulduğunda, bitkilerin kimyasal içeriklerinin aydınlatılması önemli hale gelmektedir. Antioksidanların vücut içerisindeki işlevselliği yapılan araştırmalarla tespit edilmiştir (Scholz ve ark., 2007). Hastalıklara neden olan çeşitli etkenlerden biri olan radikallerin antioksidanlarla etkisinin yok edildiği görülmüştür (Rahman ve ark., 2006). İnsan vücudunda katabolizma sırasında harcanan oksijen, reaktivitesi çok yüksek reaktif oksijen ara ürünleri (ROS) olarak bilinen zararlı bazı radikallere dönüşür. Bu radikallerin oluşumu stres durumlarında artış gösterir ve vücutta birçok hastalığa tetikleyici rol oynar. Bu radikalleri kararsız ve canlı sistemlerde diğer madde ve gruplarla kolay bir şekilde reaksiyona girerler. Oluşan yeni ürünler, hücre harabiyeti, hücre ölümü, yaşlanma ve birçok hastalığa neden olabilen zararlı ürünlerdir. Serbest radikaller yaşlanmayı kolaylaştırdığı gibi Alzeimier hastalığı, Parkinson Hastalığı, romatizmal hastalıklar, kalp rahatsızlığı, damar sertliği ve kanser gibi hastalıklara öncülük eder. Reaktif oksijen ara ürünleri, lipit peroksidasyonu, protein oksidasyonu ve dejenerasyonu, DNA hasarı gibi ciddi harabiyetlere de yol açabilir. (Dawn, Allan ve Colleen, 1996; Akkuş, 1995; Tietz, 1995; Burtis ve Ashwood, 1999). Vücutta, kararsız radikallerin oluşumu ile bunu etkisiz hale getirmek için savunma sistemleri devreye sokulur. Bu savunma sistemlerinden biride antioksidanlardır. Doğal ürünlerin büyük bir kısmında bulunan A vitamini, C vitamini, flavonoidler, fenolik asitler, polifenolik bileşikler ve karotenoidleri içerenlerin antioksidan olduğu tespit edilmiştir. (Larson, 1988). Antioksidanlar bu zararlı bileşik olan reaktif oksijen ara ürünleri ile reaksiyona girerek etkisiz hale getirirler.

14 2 Vücutta nötralize edilemeyen serbest radikaller pek çok hastalıklara sebep olabiliyor. Önlem alma kabilinde alınan besinlerin içeriği çok önemlidir. Gıdalardan alınan vitamin A ve vitamin E serbest radikallerin sebep olabildiği hastalıkları önleyebilmektedir. Çoğu organizmalar ve insanlar tarafından sentezlenememesine rağmen bitkiler tarafından sentezlenebilen vitaminler diyetle alınması gereken esansiyel organik maddelerdir. (Keha ve Küfrevioğlu., 2005) Sağlık açısından yağların ne kadar önemli olduğu bilinmektedir. Çoklu doymamış yağ asitleri olan w-3 ve w-6 diyetle alınması gereken insan sağlığına faydalı çok önemli esansiyel yağ asitleridir. Yağlar suda çözünmeyen hidrofobik ve anyonik yapılara sahip organik heterojen molekülerdir(champe ve ark., 2007). Bu karakteristik özellik ile bazı iyon ve polar maddelerin geçişini engelleyerek seçici geçirgen özelliğine sahiptir. Hücre zarının yapısına katılarak akıcılık ve esneklik kazandırlar. (Keha ve Küfrevioğlu., 2005) Bu çalışmada; Ülkemizde İç Anadolu bölgesinde endemik olan Sphaerophysa kotschyana bitkisinde kimyasal bileşen açısından hiçbir çalışma yapılmadığından bu bitki üzerine bazı kimyasal bileşenlerinin analizi, vitamin A ve vitamin E miktarlarının belirlenmesi, yağ asidi kompozisyonları ve antioksidan kapasitesinin belirlenmesi hedeflenmiştir.

15 3 2. GENEL BİLGİLER 2.1. Sphaerophysa kotschyana Sphaerophysa kotschyana cm boyunda, çok yıllık, otsu dik bitki. Yapraklar imparipinnat (teleksi); yaprakçık 4-6 çift, 8-14 mm, kama-dikdörtgensi. Çiçekle kümesi salkım, 5-8 çiçekli. Çanak yapraklar çan şeklinde, seyrek tüylü. Taç yapraklar pembe, yaklaşık 15 mm. Meyve dikdörtgen-elips şeklinde, zarsı, şişkin, tüysüz, olgunlukta açılmaz. Hayvanlar tarafından fazla tercih edilmese de otlanmaktadır. Ayrıca gösterişli çiçeklere ve şişkin meyvelere sahip olduğu için hafif tuzlu çorak alanlarda peyzaj mimarisinde kullanılabilecek nadir endemik bir bitkidir. Türün Yayılışı Ülkemizde İç Anadolu bölgesinde m ler arasında çorak alanlarda tarla içi ve kenarlarında yetişen nadir endemik bir türdür. Afyon: Akşehir Gölü, Ankara: Şereflikoçhisar, Kayseri: Sultan Sazlığı, Develi, Everek-Dündarlı, Denizli: çardak-gemiş Köyü, Dazkırı- Akkeçili, Konya: Aslım Bataklığı, Ereğli, Cihanbeyli (Anonim, 2013). Şekil 2.1. Sphaerophysa kotschyana (Fotograf: Doç. Dr. Murat Aydın ŞANDA)

16 4 Doğal olarak Tuz Gölü çevresinde yetişen S. kotschyana morfolojik tanımlama, ekolojik özellikleri, polen ve tohum mikromorfoloji ve karyoloji olarak incelenmiştir (Duran ve ark., 2010) Literatür Özeti Sphaerophysa cinsi dünyada S. Kotschyana Boiss. ve S. Salsula (Pall.) DC olmak üzere iki türle temsil edilmektedir. Sphaerophysa kotschyananın S. salsula ile yakın akrabalığı olmasına rağmen yaprak, gövde, tohum ve kaliks boyutları farklıdır. (Davis, 1970; Shiskin, 1971). S. salsula (Pall.) DC. (Sinonimleri: Colutea caspica M. Bieb., Phaca salsula Pall., Swainsona salsula (Pall.) Taub., Swainsonia salsula (Pall.) Taub.), Afganistan, Ermenistan, Azerbaycan, Çin, İran, Irak, Kazakistan, Kırgızistan, Moğolistan, Rusya, Tacikistan, Türkmenistan, Özbekistan ve Amerika da yayılış gösterir (Shiskhin, 1971). Sphaerophysa DC. cinsi güney Sibirya'dan kuzey Çin e kadar Asya kıtasının ortalarında, batı Kafkasya ve Anadolu da, yaygın olarak bulunmaktadır. Bu cins dünyada iki türü temsil edilir. Bu türler Sphaerophysa kotschyana Boiss. ve Sphaerophysa salsula DC dir. S. kotschyana İç Anadolu ya endemik iken S. salsula, Rusya, Azerbaycan, İran ve Suriye de yetişir. S. kotschyana türü Bern Sözleşmesine mutlak korunması bitki listesinde (CITES 2008) yer almaktadır. S. kotschyana tuzlu bataklıklarında, tuz steplerinde ve buna benzer alanlarda yetişir(aytaç ve Ekim, 1996). Çin'de, S. salsula nefrit, kronik hepatit ve anjiyonörotik ödem gibi bazı hastalıkların tedavisi için bitkisel ilaç olarak kullanılmaktadır. Bitki orta düzeyde kuraklığa dayanıklı, ve bozulmuş toprak ortamlarının iyileştirilmesinde önemli bir rol oynamaktadır (Xu ve ark., 2009).

17 5 Sphaerophysa salsula Çin de yüksek tansiyon tedavisinde halk arasında kullanılan bir bitkidir. 4 - [2 - (3,5-dimetoksifenil)-etenil] -1,2-benzendiol bir yeni stilben olarak Sphaerophysa salsuladan izole edildi (Ma ve ark., 2002). 4 - [2 - (3,5-dimetoksifenil)-etenil] -1,2-benzendiol, bir stilben Sphaerophysa salsula izole edilen, % 33 genel verimle beş adımda 3,4-dihidroksibenzaldehit den sentez edildi. Sentetik spektral veriler doğal ürün olanlar ile iyi bir uyumluluk içindedir. Hidroksistilben güçlü antioksidan aktivite göstermiştir (Venkateswarlu ve ark., 2003). Sphaerophysa salsula bitkisinin etanol ekstraktına kolon kromatografisi uygulanması sonucu sterol bileşenleri izolosyonu değerlendirilmiştir (Li ve ark., 2003). HO H OCH 2 CH 3 (24S) -sti gmast-5-en-7b-ethoxy-3b-ol Şekil 2.2. Li ve arkadaşlarının Sphaerophysa salsula türünden izole ettikleri sterol bileşiği Sphaerophysa salsula (Pall.) DC (Leguminosae) bitkisi üzerine önceki fitokimyasal çalışmalar isoflavanlar, kumarinler ve alkaloidlerin varlığını ortaya çıkarılmıştır. Sphaerophysa salsula (Pall.) DC (Leguminosae) bitkisinden elde edilen trans -4-[ 2- (3, 5-dimetoksifenil) etenil]-2- metoksifenol ve daucosterol ile birlikte, yeni bir stilben 1 izolasyonu ve karakterizasyonu yapılmıştır (Ma ve ark., 2002).

18 6 HO OH H 3 CO OH H H H H H 3 CO OCH 3 (trans ) -4- [ 2- ( 3, 5-dimethoxyphenyl) ethen yl] -2-methox yphenol H 3 CO OCH 3 Daucosterol Şeki 2.3. Ma ve arkadaşlarının izole ettikleri bileşikler Sphaerophyside ve SC sphaerophyside SD olarak adlandırılan iki yeni 9,10-sekosikloartanlar ile birlikte bazı bilinen bileşikler Sphaerophysa salsula tohumlarının etanol ekstratından elde edilmiştir (Ma ve ark., 2005). OH OR 2 R 1 O R 1 =H, R 2 =Glc 2.R 1 =Glc,R 2 =H Şekil 2.4. Ma ve arkadaşlarının izole ettiği bileşikler Sphaerophyside ve SC sphaerophyside SD (2) olarak adlandırılan iki yeni flavonoid ile birlikte 15 bilinen flavonoid Sphaerophysa salsula (Pall.) DC. tohumlarının etanol ekstratından izole edilmiştir. Yeni bileşiklerin yapıları esas olarak 1D ve 2D NMR verileri temelinde aydınlatılmıştır (Ma ve ark., 2004).

19 7 HO O HO HO O O OCH3 OH OH OCH 3 (3R) - isomucronulatol 2'-O-b-D-glucopyranoside HO O OH OCH 3 HO HO O CO O OH O OH O O HO H 3 CO OH OH 3-O- ( 5-O-trans-feruloyl-b-D-apiofuranosyl) - (1'2) - b-d glucopyranoside Şekil 2.5. Ma ve arkadaşlarının Sphaerophysa salsula türünden izole ettikleri 2 yeni falvanoid bileşikler 2.3. Reaktif Oksijen Türleri Ve Etkileri Yaşam İçin Oksijen (0 2 ) Yaşamın devam edebilmesi için moleküler oksijeni (O 2 ) kullanıyoruz. Total oksijen tüketimimizin %90'mdan fazlasından elektron transport zinciri (solunum zinciri), %5-10'undan da diğer oksijen gerektiren reaksiyonlar sorumludur. Elektron transport zincirinde moleküler oksijen, yakıtlardan (glukoz, yağ asidi ve amino asitlerin karbon iskeleti) türeyen NADH ve FADH 2 'den elektronları alarak suya indirgenir. Bu yolda oksijen molekülünün kuvvetli oksitleyici gücü, ATP'nin yüksek enerjili fosfat bağı haline

20 8 dönüştürülür. Moleküler oksijen gerektiren fakat ATP' nin oluşumu reaksiyonuyla eşleşmeyen diğer reaksiyonlar, aminoasitlerin katabolizması, ilaçların detoksifikasyonu ve steroid hormonların sentezi gibi spesifik metabolik yollar için önemlidirler. Bu reaksiyonlarda diğer oksidazlar (oksijeni suya veya hidrojen perokside indirgeyen enzimler) ve oksijenazlar (oksijeni okside olan moleküle bağlayan enzimler) görev alırlar (Dawn ve ark., 1996; Akkuş, 1995; Tietz, 1995; Burtis ve ark., 1999) Reaktif Oksijen Türleri (ROS) Reaktif oksijen türleri (ROS), normal oksijen metabolizması sırasında az miktarda oluşan süperoksit radikali (O 2 ), hidrojen peroksit (H 2 O 2 ) ve hidroksil radikali (OH )'dir. e -.- e O 2 O -,2H 2 H 2 O 2 e -,H H 2 O + OH e -,H H 2 O moleküler oksij en süperoksit radikali hidroksil radikali Reaktif oksijen türleri, çeşitli serbest radikallerin oluştuğu serbest radikal zincir reaksiyonlarını başlatabilirler ve hücrede karbon merkezli organik radikaller (R ), peroksit radikalleri (ROO ), alkoksi radikalleri (RO ), tiyil radikalleri (RS ), sülfenil radikalleri (RSO ), tiyil peroksit radikalleri (RSO 2 ) gibi çeşitli serbest radikallerin oluşumuna neden olurlar (Dawn ve ark., 1996; Akkuş, 1995; Tietz, 1995; Burtis ve ark., 1999) Serbest Radikallerin Lipidlere Etkileri Lipidler serbest radikallerin etkilerine karşı en hassas olan biyomoleküllerdir. Hücre membranlarndaki kolesterol ve yağ asitlerinin doymamış bağları, serbest radikallerle kolayca reaksiyona girerek peroksidasyon ürünleri oluştururlar.

21 9 Poliansatüre yağ asitlerinin oksidatif yıkımı lipid peroksidasyonu olarak bilinir. Lipid peroksidasyonu kendi kendini devam ettiren zincir reaksiyonu şeklinde ilerler ve oldukça zararlıdır. Hücre membranlarında lipid serbest radikalleri (L ) ve lipid peroksit radikallerinin (LOO ) oluşması, reaktif oksijen türlerinin (ROS). neden olduğu hücre hasarının önemli bir özelliği olarak kabul edilir. Serbest radikallerin sebep olduğu lipid peroksidasyonuna "nonenzimatik lipid peroksidasyonu" denir. Hücre membranlarında lipid peroksidasyonuna uğrayan başlıca yağ asitleri poliansatüre yağ asitleridir. Lipid peroksidasyonu genellikle yağ asitlerindeki konjuge çift bağlardan bir elektron içeren hidrojen atomlarının çıkarılması ve bunun sonucunda yağ asidi zincirinin bir lipid radikali niteliği kazanmasıyla başlar (Şekil 2.6). LH L y x Şekil 2.6. Yağ asidi zincirinin bir lipid radikali niteliği kazanması Lipid radikali (L ) dayanıksız bir bileşiktir ve bir dizi değişikliğe uğrar. Lipid radikallerinin (L ) moleküler oksijenle (O 2 ) etkileşmesi sonucu lipid peroksit radikalleri (LOO ) oluşur. Lipid peroksit radikalleri (LOO ), membran yapısındaki diğer poliansatüre yağ asitlerini etkileyerek yeni lipid radikallerinin oluşumuna yol açarken kendileri de açığa çıkan hidrojen atomlarım alarak lipidperoksitlerine (LOOH) dönüşürler ve böylece olay kendi kendini katalizleyerek devam eder (Şekil 2.7).

22 10 L O 2 LOO LOO LH LOOH L O O y x LOO OH O y x LOOH Şekil 2.7 Lipid reaksiyonu Lipid peroksidasyonu sonucu oluşan lipid peroksitlerinin (LOOH) yıkılımı geçiş metalleri iyon katalizini gerektirir. Plazma membranı ve subsellüler organel lipid peroksidasyonu serbest radikal kaynaklarının hepsiyle uyarılabilir ve geçiş metallerinin varlığında artar. Lokal olarak hidrojen peroksitten (H 2 O 2 ) Fenton reaksiyonu sonucu hidroksil radikali (OH ) oluşması zincir reaksiyonunu başlatabilir. Lipid peroksitleri (LOOH) yıkıldığında çoğu biyolojik olarak aktif olan aldehitler oluşur. Bu bileşikler ya hücre düzeyinde metabolize edilirler veya başlangıçtaki etki alanlarından diffüze olup hücrenin diğer bölümlerine hasarı yayarlar.

23 Serbest Radikallerin Proteinlere Etkileri Proteinler serbest radikallere karşı poliansatüre yağ asitlerinden daha az hassastırlar. Proteinlerin serbest radikal harabiyetinden etkilenme derecesi aminoasit kompozisyonlarına bağlıdır. Doymamış bağ ve kükürt içeren triptofan, tirozin, fenilalanin, histidin, metiyonin, sistein gibi aminoasitlere sahip proteinler serbest radikallerden kolaylıkla etkilenirler. Bu etki sonucunda özellikle sülfür radikalleri ve karbon merkezli organik radikaller oluşur. Serbest radikallerin etkileri sonunda, yapılarında fazla sayıda disülfit bağı bulunan immünoglobülin G (IgG) ve albümin gibi proteinlerin tersiyer yapıları bozulur, normal fonksiyonlarını yerine getiremezler. Prolin ve lizin reaktif oksijen türleri (ROS) üreten reaksiyonlara maruz kaldıklarında nonenzimatik hidroksilasyona uğrayabilirler. Hemoglobin gibi hem proteinleri de serbest radikallerden önemli oranda zarar görürler. Özellikle oksihemoglobinin süperoksit radikali (O 2 ) veya hidrojen peroksitle (H 2 O 2 ) reaksiyonu methemoglobin oluşumuna neden olur (Dawn ve ark., 1996; Akkuş, 1995; Tietz, 1995; Burtis ve ark. 1999) Serbest Radikallerin Nükleik Asitler ve DNA'ya Etkileri İyonize edici radyasyonla oluşan serbest radikaller DNA'yı etkileyerek hücrede mutasyona ve ölüme yol açarlar. Hidroksil radikali (OH ) deoksiriboz ve bazlarla kolayca reaksiyona girer ve değişikliklere yol açar. Aktive olmuş nötrofillerden kaynaklanan hidrojen peroksit (H 2 O 2 ) membranlardan kolayca geçerek ve hücre çekirdeğine ulaşarak DNA hasarına, hücre disfonksiyonuna ve hatta hücre ölümüne yol açabilir. Süperokside (O 2 ) maruz kalan DNA molekülleri hayvanlara enjekte edildiklerinde daha fazla antijenik özellik gösterirler ki bu oldukça önemli bir etkidir, çünkü otoimmün bir hastalık olan sistemik lupus eritematozusta (SLE) ve romatoit artritte (RA) dolaşımda anti-dna antikorlar bulunur (Dawn ve ark., 1996; Akkuş, 1995; Tietz, 1995; Burtis ve ark., 1999).

24 Serbest Radikallerin Karbonhidratlara Etkileri Serbest radikallerin karbonhidratlara etkisiyle çeşitli ürünler meydana gelir ve bunlar, çeşitli patolojik süreçlerde önemli rol oynarlar. Diyabet ve diyabet komplikasyonlarının gelişimi, koroner kalp hastalığı, hipertansiyon, cilt hastalıkları, romatoit artrit, behçet hastalığı, çeşitli deri ve göz hastalıkları, kanser gibi birçok hastalıkta ve yaşlılıkta serbest radikal üretiminin arttığı, antioksidan savunma mekanizmalarının yetersiz olduğu gösterilmiştir. Ancak bu hallerde serbest radikal artışının sebep mi yoksa sonuç mu olduğu tam olarak bilinmemektedir (Dawn ve ark., 1996; Akkuş, 1995; Tietz, 1995; Burtis ve ark., 1999) Antioksidan Savunma Sistemleri Reaktif oksijen türlerinin (ROS) oluşumunu ve bunların meydana getirdiği hasarı önlemek için birçok savunma mekanizmaları vardır. Bu mekanizmalar "antioksidan savunma sistemleri" veya kısaca "antioksidanlar" olarak bilinirler. Antioksidanlar dört ayrı şekilde etki ederler; Serbest oksijen radikallerini etkileyerek onları tutma veya daha zayıf yeni moleküle çevirme toplayıcı etkidir. Antioksidan enzimler, trakeobronşiyal mukus ve küçük moleküller bu tip etki gösterirler. Serbest oksijen radikalleriyle etkileşip onlara bir hidrojen aktararak aktivitelerini azaltma veya inaktif şekle dönüştürme bastırıcı etkidir. Vitaminler, flavanoidler bu tarz bir etkiye sahiptirler. Serbest oksijen radikallerini bağlayarak zincirlerini kırıp fonksiyonlarını engelleyici etki zincir kırıcı etkidir. Hemoglobin, seruloplazmin ve mineraller zincir kırıcı etki gösterirler. Serbest radikallerin oluşturdukları hasarın onarılması onarıcı etkidir.

25 13 Antioksidan sistem; serbest radikalleri hücre zarına, nükleik asitlere (DNA) ve hücre bileşenlerine saldırmadan kendine çeker ve bağlar. Günümüzde antioksidanların gıda sanayinde kullanımı oldukça yaygın olup hemen hemen tükettiğimiz her ürüne antioksidan maddeler katılmaktadır. Bunlar gıdaları bozulmaya karşı korumakta olup onların daha uzun süreli saklanmasını sağlar, bunlardan bazıları bütillenmiş hidroksi toluen (BHT) ve bütillenmiş hidroksi anisol (BHA) bileşikleridir ancak bunların toksik etkilerinden şüphelenilmektedir. Bu nedenle son yıllarda yeni, daha güvenli ve ucuz antioksidan maddelerin bulunması için doğal ürünler üzerinde yaygın çalışmalar yapılmaktadır (Dawn ve ark., 1996; Akkuş, 1995; Tietz, 1995; Burtis ve Ashwood, 1999). Antioksidanlar vücutta çok kısa ömürlü fakat saldırgan olan serbest radikaller diye adlandırılan moleküllerle savaşırlar. Eğer serbest radikaller nötralize edilmezlerse vücutta ciddi hasarlara neden olabilirler. Sürekli gelişmekte olan teknoloji, oluşan çevre kirliliği, sigara, UV vb. pek çok diğer etken sürekli olarak çeşitli toksik maddelerle karşı karşıya kalmamıza neden olmaktadır. Bu etkiler kendini serbest radikal oluşumuyla gösterir. Tüm bu nedenlerden dolayı dış etkilerle oluşan hastalıklar artmakta, genetik hastalıkların da çevresel etkilerle daha çok belirginleşmesine neden olmaktadır. Bu hastalıklara çözüm getirmek öncelikle bu hastalıkların oluşumunu engellemekle gerçekleşebilir. Bunun için de ilaçlardan öte alınan besinler önem kazanmaktadır. Serbest radikallerin etkilerini önleyen ve gıdalarda bol miktarda bulunması gereken C vitamini ve E vitamini kanser ve kalp hastalıkları gibi toplumda erken ölümlerin başlıca nedenleri olan hastalıkların oluşumunu önlemektedir. Besinlerin dışında dışarıdan yapılacak takviyelerin de yararlı olduğu yapılan doz tespit çalışmalarıyla anlaşılmıştır. Ancak vücudun hassas dengesi alınacak aşırı dozlarla bozulabilmekte, bunun sınırının konabilmesi gerekmektedir (Dawn ve ark., 1996; Akkuş, 1995; Tietz, 1995; Burtis ve Ashwood, 1999).

26 Fenolik Bileşikler Bitkisel kökenli bütün gıdalarda daima farklı nitelikte ve miktarda çeşitli fenolik bileşikler bulunmaktadır. Fenolik bileşikler meyve ve sebzelerin kendilerine özgü buruk tadını verir. Fenolik maddeler meyve ve sebzelerde çok az bulunmalarına rağmen meyve ve sebze işleme teknolojisi bakımından değişik sorunlara neden oldukları için önemlidir. Fenolik bileşikler gıdalarda renk değişimlerine neden olur. Bunlar arasında en önemlisi esmerleşmelerdir. Gıda bileşeni olarak fenolik bileşikler: insan sağlığı açısından işlevleri Tat ve koku oluşumundaki etkileri Renk oluşumu ve değişimine katılmaları Antimikrobiyal ve antioksidatif etki göstermeleri Fenoloksidaz enzimlerinin etkisiyle enzimatik renk esmerleşmelerine neden olmaları Çeşitli gıdalarda saflık kontrol kriteri olmaları gibi pek çok açıdan önem taşımaktadırlar. Fenolik maddeler bitkiler aleminde oldukça yaygın olarak az veya çok bulunur. Bazı meyve ve sebzeler kesildiği veya zedelendiği zaman bir süre sonra okside olarak renklerin değişip esmerleştiği gözlenir. Örneğin, elma, ayva patates gibi. Renk değişimi gözlenenlerde polifenol oksidaz enzimleri aktivitesi fazla, bunun yanında askorbik asit miktarlarıda düşüktür. Esmerleşme görülmeyen meyve ve sebzelerde ya askorbik asit miktarı çok yüksek ve bunun yanında polifenol oksidaz aktivitesi çok düşük veya yoktur. Gıdalarda enzimatik esmerleşme, genellikle kalite kaybı olarak değerlendirilmekte ve bu nedenle meyve ve sebzelerin işlenmeleri sırasında fenolik maddelerin oksidasyonları çeşitli yöntemlerle önlenmeye çalışılmaktadır.