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 Eyüp BAĞCI, Alpaslan KOÇAK ve Ebru YÜCE Fırat Üniversitesi, Fen Ed. Fak. Biyoloji Bölümü, Elazığ ebagci@firat.edu.tr (Geliş/Received: 22.12 2007; Kabul/Accepted: 25.04.2008) Özet: Bu çalışmada, Elazığ da doğal olarak yetişen iki Achillea L. (Achillea wilhelmsii ve A. schischkinii) türünden su distilasyonu ile elde edilen uçucu yağlar GC ve GC-MS ile analiz edildi. Bitkilerin uçucu yağ verimi yaklaşık olarak %0.5 ml. ve %0.3 ml. olarak saptandı. Yağların GC ve GC/MS cihazıyla analizi yapıldı. Otuz iki ve otuz altı bileşen yaklaşık olarak yağın %99 ve %97.9 ini oluşturacak şekilde tanımlandı. Achillea wilhelmsii de ana bileşenler, kamfen (%7.9), 1,8-sineol (%6.6), kamfor (%48.2), borneol (%10.3) ve 3- siklohekzan-1-ol (%14.2) oysa A. schischkinii de ise, 1,8-sineol (%14.5), linalool L (%8.9), kamfor (%12.9), isosiklositral (%7.6), borneol (%10.9) ve karyofillen oksit (%6.3) olduğu tespit edildi. Anahtar Kelimeler: Achillea wilhelmsii, Achillea schischkinii, Kamfor, 1,8-sineol, GC-MS, Uçucu yağ The Composition of the Essential Oils Of Two Achillea L. (Achillea wilhelmsii C. Koch. ve Achillea schischkinii Sosn.) Species Abstract: In this study, hydro-distilled essential oils derived from the aerial parts of two Achillea species (Achillea wilhelmsii and.a schischkinii) grown in Elazig were analysed by GC and GC-MS. The essential oil yields of the plants were determined as ca. 0.5ml. and 0.3ml. respectively. The oils were analysed by GC and GC/MS systems. Thirty two and Thirty six components were identified representing 99% and 97.9% of the oils, respectively. The main compounds in the essential oil of A. wilhelmsii were; camphene (7.9%), 1,8-cineole (6.6%), camphor (48.2%), borneol (10.3%), 3-cyclohexane-1-ol (14.2%), and in the A schischkinii essential oil were 1,8-cineole (14.5%), linalool L (8.9%), camphor (12.9%), isocyclocitral (7.6%), borneol (10.9%) and caryophyllene oxide (6.3%).. Keyword: Achillea wilhelmsii, Achillea schischkinii, camphor, 1,8-cineole GC-MS, Essential oil. 1. Giriş Achillea L. cinsinin de içinde yer aldığı Asteraceae (Compositae) familyası, yaklaşık 1509 cins ve 20.000 türle, dünyada en fazla türü olan familyadır. Asteraceae familyasının Türkiye de doğal olarak yetişen 130 cins ve 1130 türü bulunmaktadır [1]. Achillea L. genellikle kuzey yarım kürede yayılış gösteren çok yıllık otsu bitkilerdir [5]. Achillea L. cinsi yeryüzünde 100 den fazla, ülkemizde ise 42 si tür olmak üzere 48 taksonla temsil edilmektedir. Bunlardan 20 si endemik taksonlar olup birçoğu Türkiye de halk tıbbında kullanılmaktadır [5,6]. İncelenen türlerden A. schischkinii de Türkiye için endemik bir türdür [5]. Dünyada ve Anadolu da geniş yayılım gösteren Asteraceae familyasına ait birçok türün farmakolojik aktivite gösterdiği belirlenmiştir. Bu familyadaki bitkiler, diterpen ve flavanoidlerin yanı sıra ağırlıklı olarak, antibakteriyel, antifungal, antihelmintik, antienflamatuar, insektisit, antitümör gibi pek çok biyolojik aktiviteye sahip seskiterpen lakton metabolitlerini içermektedirler [2-4]. Achillea ile üretilen çoğu ilaçların içeriğinde %0.2 ile %1 arasında uçucu yağ bulunduğu bildirilmiştir.[7]. Achillea cinsi infragenerik sınıflamalarında zorluklar olup, uçucu yağ karakterleri türlerin ayrılmasında önemli ilave karakter olarak kemotaksonomik amaçlı olarak kullanılabilecektir [8,9]. Uçucu yağlarda ki, α- pinen, β-pinen, sabinen, 1,8-sineol, kamfor, karyofillen ve kamazulen in nispi miktarlarının bu ayırıcı kriterleri oluşturduğu rapor edilmiştir [8,9]. Bazı Achillea türleri, farmasötik, kozmetik ve koku sanayinde kullanılırlar. A. wilhelmsii C.
E. Bağcı, A. Koçak ve E. Yüce Koch çoğunlukla gastrointestinal hastalıkların tedavisinde kullanılmaktadır [10, 11]. A. millefolium L. un dâhilen bitki çayı, haricen losyon ve merhem olarak kullanıldığı bildirilmiştir [12]. Achillea türlerinin uçucu yağları, pek çok çalışmaya konu olmuştur. Örneğin, A. millefolium L. ekonomik önemi ve tedavi edici özelliğinden dolayı çok geniş çapta çalışılmıştır [8,13]. Ayrıca bazı Achillea türlerinin uçucu yağları, antibakteriyel, iltihap giderici, sitotoksik ve kanamayı durdurucu ajanlar olarak kullanılmaktadır [14-19]. Achillea millefolium, solucan düşürücü, iltihap giderici, sinir yatıştırıcı, antiviral, gebelik önleyici, idrar söktürücü, terletici, kadınlarda adet düzenleyici, ateş düşürücü, barsak fonksiyonlarını düzenleyici, uyarıcı, baş ve boğaz ağrılarında, panik atakta, romatizma ve mide ülserinde kullanıldığı rapor edilmiştir [15, 16]. A. argentum un çiçeklerinin, gastrointestinal hastalıklarda kullanıldığı ve toprak üstü kısımlarının sitotoksik aktiviteye sahip olduğu, A. pannonica dan elde edilen germakren türevli bir maddenin iltihap giderici etkiye sahip olduğu ve A. chrysocoma nın antimikrobiyal aktiviteye sahip olduğu yine A. ptarmica rizomlarının boşaltım sistemi enfeksiyonlarının, romatizmanın, baş ağrılarının ve gaz giderici olarak mide hastalıklarını tedavisinde kullanıldığı rapor edilmiştir [15, 19]. Bu çalışmada Elazığ ve çevresinde doğal olarak yetişen Achillea türlerinden A. wilhelmsii ve A. schischkinii ye ait uçucu yağlar elde edilmiş ve bunların uçucu yağ kompozisyonu GC-MS yöntemiyle analiz edilmiştir. Elde edilen sonuçlardan, türün gösterdiği varyasyonun belirlenmesi, kemotaksonomik ilişkilerin ortaya konması, eczacılık ve endüstriyel alanlarında kullanılacak veri sağlaması hedeflenmiştir. 2.2. Metot 2.1. Materyalin elde edilmesi Bu çalışmada; Achillea L.cinsine ait A. wilhelmsii ve A.schischkinii türleri Elazığ ve yöresindeki doğal ortamlarından toplanmış ve F.Ü. Herbaryumu (FUH) nda saklanmaktadır. Bitkilerin alındığı lokaliteler: Achillea wilhelmsii Haroğlu Dağı yamaçlarından, Koçak - 199, 2007., A.schischkinii ise Elazığ-Baskil Hacı Mustafa mezrasından toplanmıştır, Koçak - 200, 2007. Alınan bitki örnekleri çiçekli vejetasyon döneminde alınmış ve kimyasal analizlere kadar gölgede bekletilmiştir. 2.2.1. Uçucu Yağların Eldesi Uçucu yağlar, 100 gr bitki örneği kullanılarak, Su distilasyonu yöntemi kullanılarak Clevenger apareyi ile yapılmıştır. Uçucu yağ verimi ve kompozisyonu kalitatif ve kantitatif anlamda belirlenerek Tablo 1 de sunulmuştur. Uçucu yağların kimyasal analizleri, F.Ü. Fen Ed. Fak. Biyoloji Bölümü, Bitki Ürünleri ve Biyoteknolojisi Araştırma Lab. ında (BUBAL) bulunan GC, GC-MS (Gaz kromatografisi- Kütle spekrometrisi) ile yapılmıştır. 2.2.2.GC ve GC MS Analizleri Kromatografik işlemler Hewlett Packard sistemi, HP-Agilent 5973 N GC- FID ve GC- MS(Gaz Kromatografisi-Kütle Spektrometresi) 6890 GC sistemi kullanılarak yapıldı. DB-5 MS kolon (30m x 0.25 mm iç çaplı 0.25 µm) kullanılmıştır. Taşıyıcı gaz olarak Helyum kullanılmış; injektör sıcaklığı 250 o C., split akış hızı 1 ml/dk., GC (Gaz kromatografisi) nin sıcaklığı 60 o C 2dk. ve 10 o C /dk. artışla 150 o C de tutulmuş ve daha sonra 15 dk. aralıkla 240 o C ye varılmış ve 5 o C/dk. bekletilmiştir. Uçucu yağlardaki bileşenlerin karakterizasyonu elektronik kütüphaneler (WILEY, NIST) kullanılarak yapılmıştır. 3. Tartışma ve Sonuç Bu çalışmada incelenen iki Ahillea L. türüne ait uçucu yağ analiz sonuçları Tablo 1 de verilmiştir. A. wilhelmsii ve A. schischkinii nin toprak üstü organlarından elde edilen uçucu yağın analizinde sırasıyla 32 ve 36 bileşen tanımlanmıştır. Bu bileşenler toplam yağın %99 ve %97.9 lık kısmını oluşturmuştur. A. wilhelmsii ve Aschischkinii nin toplam uçucu yağ verimi 0.5 ml. ve 0.3 ml. olarak ölçülmüştür. A. wilhelmsii den elde edilen yağda; kamfor en yüksek oranda (%48.2) bulunurken; 3- siklohekzan-1-ol (%14.2), borneol (%10.3), 252
Achillea wilhelmsii C. Koch ve Achillea schischkinii Sosn. Türlerinin Uçucu Yağ Kompozisyonu kamfen (%7.9) ve 1,8-sineol (%6.6) yüksek oranda bulunan bileşenler olarak tespit edilmiştir (Tablo 1). A. schischkinii den elde edilen uçucu yağda; 1,8-sineol (%14.5) en yüksek oranda bulunan bileşen olup, kamfor (%12.9), borneol (%10.9), linalool L (%8.9), isosiklositral (%7.6) ve karyofillen oksit (%6.3) yine yüksek oranda bulunan bileşenler arasında yer almıştır. Esmaeili ve ark., [20] İran a ait üç Achillea L. türünün uçucu yağlarını çalışmış ve A. pachycephala da 1,8-sineol (%27.7) ve kamfor (27.4), A. oxyodonta da 1,8-sineol (%38.5) ve artemisia keton (%23); A. biebersteinii de ise kamfor (%38.1) ve borneol (%22.6) ü major elementler olarak saptamışlardır [20]. Orav ve ark. [21] nın, Achillea millefolium un çeşitli Estonya ve Avrupa dan toplanan örnekleri üzerinde yaptıkları uçucu yağ analizlerinde; β-pinen (%0-20.3), 1,8-sineol (%08-20.3), artemisia keton (%0-12.6), linalool (eser-9.5), α-tujen (%0-26.6), β-tujen (%0-11), kamfor (%0.1-24.5), borneol (%0-9.2), fenkil asetat (%0-9.8), bornil asetat (%0-7.8), (E)-βkaryofillen (%0-12.5), germakren D (%0-6), karyofillen oksit (%0.2-5.2), β-bisabolol (%0-21.6), δ-kadinol (%0-6.4 ), kamazulen (%0-42) bileşenlerinin ana bileşenler olduğu saptanmıştır. Bununla beraber, Estonya dan alınan örneklerin monoterpen ve kamazulen bakımından; Macaristan, Yunanistan, Moldovya, Letonya, Litvanya ve Almanya dan alınan örneklerin monoterpen ve kamazulen bakımından; Fransa, Belçika, Rusya, Ermenistan, İspanya ve İtalya dan alınan örneklerin ise oksijenli monoterpenler bakımından zengin olduğu ve düşük miktarda ise yine kamazulen ihtiva ettiği rapor edilmiştir [21]. Litvanya da doğal olarak yetişen Achillea millefolium subsp. millefolium un uçucu yağlarındaki varyasyonlar çalışılmış ve ana bileşenler; I. grup (dört örnek) da borneol (%11.5-13.2) ve kamfor (%7.2-13.1); II. grup (dört örnek) da kamazulen (%9.8-23.2) ve β- pinen (%9.7-26.5); III. grup (yedi örnek) da trans-nerolidol (%5.5-13.5) ve β-pinen (%5.5-12) ve IV. grup (yirmi beş örnek) da ise β-pinen (%7.3-31.1) ve 1,8-sineol (%3.1-17) olarak bildirilmiştir [22]. Ünlü ve ark., [23] nın endemik Achillea setacea ve A. teretifolia nın uçucu yağlarının analiz ve antimikrobiyal aktivitelerini çalışmış ve A. setacea da ökaliptol (%18.5), sabinen (%10.8), kamfor (%5.3), α- pinen (%3.9), borneol (%3.5) ve terpinen-4-ol ü; A. teretifolia da ise ökaliptol (%19.9), borneol (%11.9), kamfor (%11.1), tujon (%5.1), sabinen (%4.7) ve terpinen-4-ol (%3.4) ü ana bileşenler olarak belirlemişlerdir. Yine bu iki türün uçucu yağlarını 14 mikroorganizmaya karşı ayrı ayrı değerlendirmişlerdir, her iki yağ minimum inhibitör konsantrasyonuyla, 0.28 den 2.25mg/ml ye kadar büyüyen değerde Clostridium perfringens, Acinetobacter lwoffii ve Candida albicans a karşı inhibitör etkisinin olduğu, bu etkinin kamfor ve türevleri, borneol, terpinen-4-ol ve ökaliptol (1,8-sineol) den kaynaklanabileceği belirtmişlerdir. Türkiye ye endemik olan iki Achillea türünün uçucu yağ analiz sonuçlarında, A. lycaonica da, trans-sabinen hidrat (%9.3) ve A. ketenoglui de ise borneol (%14.1) ve terpinen-4- ol (%9.3) ana bileşenler olarak tespit edilmiştir [24]. Bu çalışmada incelenen iki Achillea türünün sonuçları da kalitatif anlamda bu çalışma sonuçlarıyla benzerlik göstermektedir (Tablo 1). Yine Türkiye ye ait farklı lokasyonlardan alınan A. falcata nın uçucu yağ analiz sonuçlarında, 1,8-sineol (%14-24), kamfor (4-24) ve, α-pinen (%2-12) değişen yüzde oranlarında belirlenmiştir [25].Bu veriler ile A. wilhelmsii ve A. schischkinii uçucu yağ sonuçları özellikle major bileşenler bakımından birbirleriyle yüksek oranda örtüşmektedir. Yine yapılan benzer bir çalışmada, A. schischkinii ve A. aleppica DC. subsp. aleppica nın uçucu yağ analiz sonucunda ana bileşen olarak; 1,8-sineol (%32.5 ve %26.1); β-pinen (%2.2 ve %5.3), kamfor (%3.1 ve %7.8) ve α-terpineol (%9.3 ve %1.8) tespit edilmiştir [26]. İran dan toplanan üç ayrı Achillea nın uçucu yağ analiz sonuçları ise; A. talagonica 1,8- sineol (%27), kamfor (%20); A. vermicularis 1,8-sineol (%29), kamfor (%32); ve A. biebersteinii askaridol (%37), piperiton (%17) ve kamfor (%12) olarak rapor edilmiştir [27]. Sonuç olarak incelenen örneklerden, A. wilhelmsii nin kemotipinin kamfor, A. schischkinii nın ise 1,8-sineol olduğunu söylemek mümkün olabilir İncelenen A. wilhelmsii nın monoterpenler bakımından, A. schischkinii nin ise hem monoterpen hem de 253
E. Bağcı, A. Koçak ve E. Yüce seskiterpenler bakımından oldukça zengin olduğu söylenebilir. Tablo 1 A. wilhelmsii ve A. schischkinii in uçucu yağ bileşenleri No Bileşik ismi RRI A. wilhelmsii A. schischkinii 1 Trisiklen 1013 0,5 0,3 2 α-pinen 1021 1,5 1,7 3 Kamfen 1035 7,9 1,3 4 Sabinen 1051 0,4 1,0 5 β-pinen 1055 1,1 2,9 6 α-terpinen 1085 0,3 0,5 7 Benzen-1-metil 1091 1,4 0,7 8 limonen 1094 0,5 -- 9 1,8-sineol 1098 6,6 14,5 10 γ-terpinen 1116 0,4 0,9 11 Trans-sabinen hidrat 1126 0,3 0,4 12 α-terpinolen 1136 0,2 0,5 13 Linolool L 1148 -- 8,9 14 Krisantenon 1163 -- 0,8 15 Kamfor 1184 48,2 12,9 16 İsosiklositral 1192 -- 7,6 17 Borneol 1201 10,3 10,9 18 3-siklohekzan-1-ol 1205 14,2 3,0 19 α-terpineol 1215 -- 3,1 20 Etanon 1226 0,1 0,9 21 6-okten-1-ol 1228 -- 1,6 22 Karveol 1230 0,2 -- 23 Cis-osimen 1233 -- 0,5 24 Cis-karveol 1240 0,4 0,6 25 Geraniol 1252 -- 0,4 26 Endobornil asetat 1281 0,1 0,2 27 Timol 1286 0,2 0,3 28 Ögenol 1339 0,1 -- 29 Cis-jasmon 1371 0,1 -- 30 Trans-karyofillen 1392 0,2 1,5 31 Aromadendren 1420 0,2 -- 32 Naftalin 1429 0,2 -- 33 β-lonon 1432 0,1 -- 34 Germakren D 1434 0,7 1,9 35 Bisiklogermakren 1444 0,5 1,3 36 Nerolidol 1484 -- 1.6 37 Spatulenol 1494 0,4 -- 38 Karyofillen oksit 1497 0,6 6,3 39 Trans-isolimonen 1527 -- 1,5 40 Adamantan 1529 -- 2,4 41 α-kadinol 1531 0,4 -- 42 β-eudesmol 1538 0,7 1,4 43 1,6,10-dodekatrien-3-ol 1568 -- 3,1 44 Hekzadekanoik asit 1690 -- 0,3 45 Trikosan 1902 -- 0,2 Toplam %99 %97,9 RRI: Nisbi Alıkonma zamanı (Relative Retention Index) 254
Achillea wilhelmsii C. Koch ve Achillea schischkinii Sosn. Türlerinin Uçucu Yağ Kompozisyonu 4. Kaynaklar 1. Grierson, A.J.C. (1975). Tanacetum L. In: Flora of Turkey and East Aegean Islands (ed. P.H. Davis), Edinburgh University Press, 5: 256-291. 2. Picman, A.K., (1986). Biological Activities of Sesquiterpene Lactones, Biochem. Systematic. and Ecology, 14 (3): 225-281. 3. Shing, B., Sahu, P.M., Sharma, M.K. (2002). Anti-Inflammatory and Antimicrobial Activities of Triterpenoids from Strobilanthes callosus Ness., Phytomedicine, 9: 355-359. 4. Ertürk, Ö., (2003). Scorzonera mollis Bieb. (Compositae) Bitkisinin Antimikrobiyal Aktivitesi, Çevre Koruma Dergisi, 47: 27-31. 5. Davis, P.H., (1975). Flora of Turkey and The East Aegean Island, Vol. 5, Edinburgh University Press. 6. Seçmen, Ö., Gemici, Y., Bekat, L. ve Leblebici, E. (1998). Tohumlu Bitkiler Sistematiği. Ege Üniversitesi Fen Fakültesi Kitaplar Serisi No: 116, İzmir. 7. Wichtl, M., (1994). Herbal Drug and Phytopharmaceutical, Medpharm, Stuttgart. 8. Figueiredo, A.C., Pais, M.S.S., Scheffer, J.J.C., (1974). Achillea millefolium L. ssp. millefolium (Yarrow): in vitro culture and production of essential cils. Biotecnology in agriculture and forestry. In Medicinal and Aromatic Plants VIII, Y.D.S. Bajaj (Ed.), pp. 1-20, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg. 9. Falk, A.J., Bauer, L., Bell, C.L., Smolenski, S.J., (1974). Llydia, 37, 598. 10. Maffei, M., Chialva, F., Codignola, A. (1989). J. Essent. Oil Res., 1, 57. 11. Brunke, E.J., Hammerschmidt, F.J., Aboutabl, E.A. (1986). Progress in Essential oil research, Walter de Gruyter and Co. Berlin, New York, p. 85. 12. Chatzopoulou, P., Katsiotis, S.T., Baerheim, Svendsen, A. (1992). J. Essent. Oil Res., 4,547. 13. Hanlidou, E., Kokkalou, E., Kokkini, s. (1992). J. Essent. Oil Res., 58, 105. 14. Küsmenoğlu, Ş., Başer, K.H.C., Özek, T., (1997). Proceedings of the 27th International symposium on Essential oils, Franz, C., Mathe, A., Buchbauer, G. (eds). Allyred: Vienna. 201. 15. Duke, A.J., (1986). Handbook of Medicinal Herbs, CRC pres: Boca Raton, F.L., 9. 16. Fritz Weiss, R. (1994). Herbal Medicine, Bath Pres: Avon, 92. 17. Gomez, M.A., Garcia, M.D., Saenz, M.T. (2001). Phytotherapia Research, 15: 633-634. 18. Sosa, S., Tubaro, A., Kastner, U., Glasl, S., Jurenitsch, J., Della Loggiga, R. (2001). Planta Med., 67: 654-658. 19. Smic, N., Palic, R., Vajs, V., Milasavljevic, S., Djokovic, D. (2000). J. Essent. Oil Res., 12: 784-787. 20. Esmaeili, A., Nematollahi, F., Rustaiyan, A., Moazami, N., Masoudi, S., Bamasian, S., (2005). Volatile constituents of Achillea pachycephala, A. oxyodonta and A. biebersteinii from Iran, Flavour and Fragrance Journal, 21 (2): 253-256. 21. Orav, A., Arak, E., Raal, A., (2006). Phytochemical analysis of the essential oil of Achillea millefolium L. from various. European Countries, Natural Product Research, 20 (12): 1082-1088. 22. Mockute, D., Judzentiene, A., (2003). Variability of the essential oils composition of Achillea millefolium ssp. millefolium growing wild in Lithuania, Biochemical Systematics and Ecology, 31, 1033-1045. 23. Ünlü, M., Daferera, D., Dönmez, EĞ., Polissiou, M., Tepe, B., Sökmen, A., (2002). Composition and the in vitro antimicrobial activities of the essential oils of Achillea setacea and Achillea teretifolia (Compositae), Journal of Ethnopharmacology, 83, 117-121. 24. Baser, K.H.C., Demirci, B., Duman, H. (2001). Composition of the essential oils of two endemic species from Turkey, Chemistry of Natural Compounds, 37: 245-252. 25. Kürkçüoğlu, M., Demirci, B., Tabanca, N., Özek, T., Başer, K.H.C. (2003). The essential oil of Achillea falcata L., Flavour and Fragrance J., 18: 192-194. 26. İşcan, G., Kırımer, N., Kürkçüoğlu, M., Arabacı, T., Küpeli, E., Başer, K.H.C. (2006). Biological activity and composition of essential oil of Achillea schischkinii Sosn. and Achillea aleppica DC. subsp. aleppica, J. Agric. Food Chem., 54, 170-173. 27. Rustaiyan, A., Komeilizadeh, H., Shariatpanahi, M.S., Jassbi, A., Masoudi, S. (1998). Comparative study of the essential oils of three Achillea species from Iran, J. of Essential oil Res., 10: 207-209. 255