Chemical composition of different parts of Ferula assa-foetida L. using GC-MS

Document Type : Research Paper

Authors

1 Division of Plant Molecular Genetics, Department of Agronomy and Plant Breeding, Agricultural and Natural Resources College, University of Tehran, Karaj, Iran

2 Biotechnology Research Center, School of Pharmacy, Mashhad University of Medical Sciences, Mashhad, Iran, P.O. Box 91775-1365.

3 Iranian Research and Development Center for Chemical Industries, Tehran, Iran (ACECR), P.O. Box: 14155-175.

Abstract

Ferula assa-foetida L. is a medicinal plant of the Apiaceae family is native to Iran that has traditionally been used for its therapeutic value. Particularly, terpenoid and sesquiterpene metabolites, major components of the root-derived oleo-gum-resin, exhibit anti-inflammatory and cytotoxic activities .In the present investigation, the essential oils were obtained by hydrodistillation in a clevenger extractor and the chemical compounds from four different organs (i.e., roots, stems, flowers and leaves) of F. assa-foetida L. including terpenoids and sesquiterpene were evaluated by gas chromatography coupled with mass spectrometry (GC-MS). Our results indicated that the flower and leaf of the plant possess the highest and the lowest amounts (0.7 and 0.1 % v/w) of essential oils, respectively. The metabolites such as β-Pinene, α-Pinene, Propyl n-butyl disulfide and 1,2-dithiolane were the main constituents of the essential oil of all the four plant organs. The other major components in the root, stem and flower of the plant were (Z)-1-propenyl sec-butyl disulfide and β-Eudesmol, while considering leaf organ, 2-isopropyl-5-methyl-9-methylene- and β-Maaliene were characterized as the major constitutes. The essential oils of four parts were dominated by the volatile sulfur-containing compounds as well as sesquiterpene. Our results, overall, represented that F. assa-foetida could be a reliable and trustworthy repository for production of “oleo-gum-resin”, and therefore can be frequently utilized in food and flavor industries.

Keywords


مقدمه

آنغوزه با نام علمی Ferula assa-foetida L. گیاهی علفی، کرک­دار، چندساله متعلق به زیر‌شاخه نهاندانگان، رده دولپه‌ای‌ها، زیررده جداگلبرگان، راسته چتریان، خانواده چتریان، جنس Ferula و گونه
 assa-foetida است (Shah & Zare, 2004). آنغوزه گیاهی است مونوکارپیک؛ بدین معنی که در طول رویش فقط یک­بار به گل می­رود و سپس دوره رویشی آن خاتمه می­یابد. ریشه این گیاه راست، گوشتدار و نسبتا ضخیم که شیره­ای به­نام آنغوزه را در خود ساخته و ذخیره می­کند. آنغوزه، صمغ­الئورزینی یا شیره حاصل از تیغ­زدن ریشه و یا پایین ساقه گیاه آنغوزه است که در زبان محلی به آن Asafoetida، Anghuzeh، Heng و Buganeh اطلاق شده و در مصارف تجاری متعدد به­طور گسترده­ مورد استفاده قرار می­گیرد(Kavoosi & Rowshan, 2013).

لازم به ذکر است گیاه آنغوزه به­عنوان گیاه مفید دارویی بومی آسیای مرکزی از شرق ایران تا افغانستان است و در حال حاضر در معرض خطر انقراض قرار گرفته است (Iranshahy & Iranshahi, 2011). گیاه آنغوزه برای درمان بیماری­های مختلفی چون اختلالات گوارشی، اختلالات عصبی و مشکلات تنفسی و نیز درمان گزیدگی حشرات مورد استفاده قرار می­گیرد (Bahrami et al., 2013). در ایران، سالیانه در حدود 500 تا 600 تن صمغ­الئورزینی تولید می­شود. صمغ­الئورزینی حاوی ۴۰ تا ۶۴ درصد رزین، ۲۵ درصد صمغ، ۱۰ تا ۱۷ درصد اسانس، ۲۸/۱ اسید فرولیک آزاد و مقدار بسیار جزیی وانیلین است. البته میزان این ترکیبات در گونه­های مختلف اندکی متفاوت است (Amalraj & Gopi, 2017; Takeoka, 2001). آنغوزه به­دلیل داشتن ترکیبات شیمیایی مختلف از جمله کومارین­ها و مشتقات کومارینی، سسکوئی­ترپن­ها و سایر ترپنوئید­ها، اسید­ها و ترکیبات سولفوره­دار مورد توجه قرار گرفته است Iranshahy & Iranshahi, 2011)). بخش اصلی تشکیل­دهنده صمغ­الئورزینی، اسانس است که شامل فرولیک اسید، سسکوئی­ترپن، ترکیبات گوگرددار، مونوترپن­ها و سایر ترپنوئیدهای فرار است
(Nazari & Iranshahi, 2011). بوی معطر بسیار قوی گونه­های Ferula به­دلیل اسانس­هایی به­حالت مایع غلیظ آروماتیک فرار با چگالی بسیار کم هستند و معمولاً از اندام­های مختلف گیاه شامل گل­ها، بذرها، برگ­ها، ساقه­ها و ریشه­ها به­دست می­آیند
(Bakkali et al., 2008). استخراج اسانس­ها از طریق یکی از روش­های استخراج با بخار یا تقطیر با آب[1] یا استخراج با حلال انجام می­شود. یکی از مهم­ترین ویژگی­های اسانس­های به­دست آمده از این گونه گیاهی، وجود ترکیبات گوگرددار فرار با اثرات فارماکولوژیکی قابل­توجهی نظیر آرام­بخشی و تسکین درد، ضد تشنج، ضد میکروب، ضد روماتیسم و ضد دیابت است Hadavand Mirzaei & Hasanloo, 2014; Asili et al., 2009)). ترکیبات گوگرددار عامل بوی ناخوشایند گیاه آنغوزه هستند
(Sharopov et al., 2018). ترکیبات ای-1-پروپنیل سک-بوتیل دی­سولفید[2] و زی-1 پروپنیل سک-بوتیل دی­سولفید عمده­ترین ترکیبات گوگرددار اسانس­ گونه­های مختلف Ferula، به ویژه assa-foetida است (Bahrami et al., 2013). بررسی ترکیبات شیمیایی اسانس F. assa-foetida نشان داد ترکیبات ای-1-پروپنیل سک-بوتیل دی­سولفید، زی-1 پروپنیل سک-بوتیل دی­سولفید، آلفا-پینن، بتا-پینن، گوآیول[3] و کاراتول[4] به­عنوان ترکیبات اصلی تشکیل­دهنده صمغ الئورزینی F. assa-foetida شناخته می­شوند
(Nazari & Iranshahi, 2011).

در بسیاری از مطالعات بر روی ترکیبات اسانس شیرابه گیاه آنغوزه منطقه یزد، ترکیبات دی­سولفیدی نظیر پروپیل-ان بوتیل دی­سولفید و زی-1-پروپنیل سک-بوتیل دی­سولفید به­عنوان ترکیبات عمده اسانس گیاه آنغوزه مطرح شدند (Hadavand Mirzaei & Hasanloo, 2014; Bahrami et al., 2013). نتایج آنالیز اسانس گل گیاه آنغوزه با استفاده از دستگاه GC-MS نشان داد که ۵۴ ترکیب قابل شناسایی که ۹/۹۶ درصد کل اسانس بود، در اسانس وجود دارد که عمده­ترین آنها شامل کادینول، جرماکرن B و زی-1-پروپنیل سک-بوتیل دی­سولفید بودند
(Bahrami et al., 2013). طی پژوهشی ۲۵ ترکیب در اسانس گیاه آنغوزه جمع­آوری شده از ارتفاعات کرمان شناسایی شد که عمده­ترین ترکیبات اسانس شامل زی-1-پروپنیل سک-بوتیل دی­سولفید و جرماکرن B بودند (Khajeh et al., 2005). در جنس Ferula spp. نوع و درصد نسبی ترکیبات شیمیایی اسانس­ها نه تنها در بین گونه­های مختلف یک جنس بلکه در بین افراد گونه­های مشابه و اندام­های مختلف یک گیاه شامل ریشه­ها، برگ­ها، ساقه­ها و گل­ها متفاوت است. علاوه براین، شرایط اقلیمی زیست­محیطی، ارتفاع، زمان جمع­آوری و مراحل مختلف رشد و نمو ممکن است به لحاظ کمی و کیفی بر ترکیب اسانس­ها تاثیرگذار باشد
(Bakkali et al., 2008). در رابطه با جداسازی و شناسایی ترکیبات شیمیایی اسانس­ها و عصاره­های گونه­های گیاهی مختلف، چندین روش کروماتوگرافی توسعه یافته است که از میان آنها GC-MS به­عنوان بهترین روش شناسایی ترکیبات اسانس جنس Ferula توصیه شده است (Kasaian et al., 2016). اگرچه تاکنون بر روی گیاه آنغوزه کارهای گوناگونی از جمله شناسایی سسکوئی­ترپن­ها و ترکیبات گوگردی صمغ­الئورزینی صورت گرفته است(Hadavand Mirzaei & Hasanloo, 2014) ؛ ولی به­طور خاص تحقیقی در رابطه با مقایسه ترکیبات شیمیایی اسانس اندام­های مختلف گیاه آنغوزه شامل ریشه­ها، ساقه­ها، گل­ها و برگ­ها صورت نگرفته است؛ بنابراین در این مطالعه به بررسی ترکیبات شیمیایی اسانس اندام­های مختلف گیاه آنغوزه شامل ریشه، ساقه، گل و برگ با استفاده از تکنیک GC-MS پرداخته شده است.

 

مواد و روش­ها

مواد گیاهی

سه گیاه کامل شامل تمام اندام­های ریشه، ساقه، برگ و گل در فصل گلدهی گیاه آنغوزه در اردیبهشت سال 93 از نواحی کوهستانی "ملا احمد"، به ارتفاع 2250 متر از سطح دریا (35́ 53° شرقی و 15́ °32 شمالی)، واقع در استان اصفهان در ایران جمع­آوری شد. شناسایی تاکسونومی گیاهان در مرکز ملی ذخایر ژنتیکی و زیستی ایران (IBRC) انجام شد. چهار اندام ریشه، ساقه، گل و برگ‌ گیاهان برداشت­شده پس از جمع آوری، در سایه خشک شده و در دمای ۲۰- درجه سلسیوس نگهداری شدند.

 

ارزیابی اسانس با GC-MS

برای بررسی ترکیبات ترپنوئیدی و ترکیبات گوگرددار گیاه آنغوزه از اسانس اندام­های مختلف ریشه، ساقه، برگ و گل استفاده شد. استخراج اسانس با دستگاه کلونجر[5] انجام گرفت. بدین منظور از ۲۰ گرم پودر خشک ریشه، ساقه، برگ و گل با روش تقطیر با بخار آب به­مدت هفت ساعت اسانس­گیری انجام شد. اسانس حاصل پس از استخراج، جمع­آوری شده و تعیین مقدار گردید Ghannadi & Amree, 2002)). پس از آماده­سازی اسانس­ها، از دستگاه GC-MS برای جداسازی و تعیین درصد هر یک از اجزای اسانس استفاده شد. ارزیابی اسانس با دستگاه Agilent 5977A مجهز به دتکتور MS کوادروپل (MD800) و سه تکرار بیولوژیک انجام گرفت. یک ستون سیلیکایی (Chrompak) به طول ۵۰ متر، قطر ۲۵/۰میلی­متر و اندازه ذرات ۲۵/۰ میکرومتر جهت انجام مطالعه حاضر مورد استفاده قرار گرفت. ستون ذکر شده ستونی مویی از جنس فنیل (پنج درصد) و دی­متیل پلی سیلوگزان (۹۵ درصد) و دمای اینجکتور[6]۲۸۰ درجه سلسیوس بود. دمای ستون با سرعت چهار درجه سلسیوس در دقیقه به ۱۲۰ درجه سلسیوس رسیده و سپس با سرعت ۲ درجه سلسیوس در دقیقه به ۲۰۰ درجه سلسیوس رسیده و نهایتا با سرعت ۲۵ درجه سلسیوس در دقیقه به ۲۸۰ درجه سلسیوس می­رسد.

 انرژی یونیزاسیون MS، ۷۰ الکترون ولت و دمای یونیزاسیون ۲۸۰ درجه سلسیوس تنظیم گردید. گاز حامل هلیوم بوده و با دبی یک میلی­لیتر در دقیقه جریان داشت. یک میکرولیتر از نمونه در هر بار اندازه­گیری تزریق می­شود. برای اسانس، نمونه­ها ابتدا به نسبت ۱ به ۱۰۰ با ان-هگزان رقیق شده و سپس به دستگاه تزریق شدند. آنالیز پیک­ها با نرم­افزار
Mass lab با سرعت یک اسکن در ثانیه انجام گرفت. شناسایی ترکیب­های اسانس با استفاده از محاسبه ضریب کواتز[7](که با تزریق هیدروکربن­های نرمال ان-الکان[8] (c11-c28) تحت شرایط یکسان با تزریق اسانس­ها صورت گرفته بود) و بررسی طیف جرمی ترکیبات و مقایسه آنها با طیف­های جرمی پیشنهادی توسط کتابخانه­های دستگاه GC-MS و هم­چنین با مقایسه طیف­های جرمی ترکیب­های استاندارد موجود در کتابخانه آدامز[9] مقایسه شدند (Adams, 2012).

تایید صحت ترکیبات با محاسبه ضریب کواتز و با استفاده از ان-الکان (c11-c28)، براساس فرمول زیر انجام شد (Davies,1990):

 

RI(x) = 100 × [z +]

که در آن

RI (x)ضریب کواتز ماده x

z= تعداد اتم کربن ان-آلکان خارج­شده قبل از ترکیب x

z+1= تعداد اتم کربن ان-آلکان خارج­شده بعد از ترکیب x

RT(x)= زمان بازداری ترکیب x

RT (z)= زمان بازداری ان آلکان z

RT (z+1)= زمان بازداری ان-آلکان z+1

 

تمام ضرایب با سه تکرار محاسبه شد. پردازش آماری اطلاعات با سه تکرار و با استفاده از نرم­افزار SAS انجام شد. نتایج به­صورت میانگین±انحراف معیار نشان داده شد.

 

نتایج و بحث

اسانس به­دست آمده از ریشه، ساقه، برگ و گل به­ترتیب دارای رنگ مایل به قهوه­ای، مایل به زرد، مایل به سبز و مایل به زرد روشن با بویی بسیار تند گوگردی بود. بوی بسیار تند گوگردی ناشی از وجود ترکیبات گوگردی اسانس گیاه آنغوزه است
(Kasaian et al., 2016). میزان اسانس حاصل از اندام­های مختلف ریشه، ساقه، گل و برگ به­ترتیب ۵۵/۰، ۲۴/۰، ۷/۰ و ۱۱/۰ درصد (v/w) است. بنابراین بیشترین مقدار اسانس را گل با ۷/۰ درصد و کمترین مقدار اسانس را برگ با ۱/۰ درصد تولید می­کند. مطالعات مشابه دیگر حاکی از آن است که گل­ها از نظر تولید اسانس فعال هستند
(Irmisch et al. , 2014). بیشتر بودن اسانس در گل­ها می­تواند نشان­دهنده نقش این ترکیبات در جذب حشرات برای گرده­افشانی است.

ترکیبات به­دست آمده از اسانس اندام­های ریشه، ساقه، گل و برگ گیاه آنغوزه در جدول 1 نشان داده شده است که در آن درصد و شاخص بازداری کواتز هر کدام از ترکیبات به نمایش گذاشته شده است. در این تحقیق تعداد ۲۴، ۲۶، ۲۷ و ۲۲ ترکیب در اسانس استخراج­شده از ریشه، ساقه، گل و برگ آنغوزه که به­ترتیب ۴۳/۸۲، ۳/۵۷، ۸/۵۳ و ۷۶/۶۲ درصد کل اسانس هستند، شناسایی شد. (جدول 1). با مطالعه بر روی اسانس برگ گیاه آنغوزه جمع­آوری شده از خرم­آباد ۱۲ ترکیب شناسایی شد (Ahmadvand et al., 2014). همان­طور که جدول 1 نشان می­دهد اجزای اصلی اسانس چهار اندام گیاهی بتا-پنین، آلفا-پنین، پروپیل-ان بوتیل دی­سولفید و 1و2-دی­تیولان بودند. دیگر اجزای اصلی که در ریشه، ساقه و گل شناسایی شدند شامل زی-1-پروپنیل سک-بوتیل دی­سولفید و بتا-یودسمول بودند؛ در حالی­که در برگ ترکیبات 2-ایزوپروپیل-5-متیل-9-متیلن و بتا-مالین به­عنوان اجزای اصلی شناسایی شدند. این نتایج با مطالعه ترکیبات اسانس شیرابه گیاه آنغوزه منطقه یزد توسط GC-MS مطابقت داشت (Hadavand Mirzaei & Hasanloo, 2014). محققین فوق با بررسی ترکیبات اسانس شیرابه گیاه آنغوزه منطقه یزد بیان داشتند که ترکیبات دی­سولفیدی نظیر پروپیل-ان بوتیل دی­سولفید و زی-1-پروپنیل سک-بوتیل دی­سولفید ترکیبات عمده اسانس آنغوزه را شامل می­شوند. تشابهاتی بین اجزای اصلی اسانس گیاه آنغوزه در این مطالعه و مطالعات قبلی وجود دارد. برای مثال با بررسی ترکیبات شیمیایی اسانس گیاه آنغوزه جمع­آوری شده از ناحیه کرمان (Khajeh et al., 2005) و خرم آباد (Ahmadvand et al., 2014) به­ترتیب ترکیبات ای-1-پروپنیل سک-بوتیل دی­سولفید و گاما-کادنین ترکیبات غالب اسانس برگ را شامل شدند. در مقابل ترکیبات کادینول، جرماکرن B و زی-1-پروپنیل سک-بوتیل دی­سولفید عمده ترکیبات اسانس گل گیاه آنغوزه جمع­آوری شده از مناطق غرب ایران، را تشکیل دادند (Bahrami et al., 2013). این تفاوت در ترکیبات شیمیایی گیاه آنغوزه جمع­آوری شده از مناطق مختلف می­تواند ناشی از تفاوت اقلیمی مناطق مختلف باشد (Ahmadvand et al., 2014). همان­طور­که در جدول ۲ مشاهده می­شود، ترکیبات گوگرددار فرار و سسکوئی­ترپن­ها قسمت اعظم ترکیبات اسانس را شامل شدند که با نتایج حاصل از پژوهشet al.(2013)   Bahrami مبنی بر اینکه سسکوئی­ترپن­ها (25/81%)، ترپنوئیدهای غالب در اسانس هستند سازگار است. به دلیل حضور همین ترکیبات گوگرددار فرار و سسکوئی­ترپن­ها اسانس آنغوزه از نظر صنعت داروسازی  بسیار ارزشمند است (Iranshahi, 2012; Iranshahy & Iranshahi, 2011). ترکیبات گوگرددار ۷۹/28، 51/20، 19 و 46/26 درصد به ترتیب اسانس ریشه، ساقه، گل و برگ شامل شدند (جدول ۲). ترکیبات ترپنی اصلی اسانس گیاه آنغوزه منوترپن­ها و سسکوئی­ترپن­ها هستند (Kasaian et al., 2016). مونوترپن­ها، بارزترین مولکول­هایی هستند که به لحاظ ساختاری از اتصال دو واحد ایزوپرن به­وجود آمده­اند، بدین ترتیب امکان وجود بسیاری از ساختارهای مختلف با نقطه جوش­های نرمال از 150 تا 185 درجه سلسیوس فراهم می­آید و به دو گروه اصلی مونوترپن­های هیدروکربن و مونوترپن­های اکسیژن­دار تقسیم­بندی می­شوند. (O'Connor & Maresh, 2006). نتایج این پژوهش نشان داد که مونوترپن­های هیدروکربنی شامل آلفا-پینن، کامفن، سابینن، بتا-پینن، میرسن، لیمونن و والنسن در مجموع 9/26، 56/10، 39/16 و 03/15 درصد از اسانس ریشه، ساقه، گل و برگ را تشکیل می­دهند که دارای ویژگی­های ضدالتهابی، ضدعفونی کنندگی، ضدباکتریایی و ضدویروسی نیز هستند (Peana et al., 2002). مونوترپن­های هیدروکربنی تقریبا در تمام اسانس­ها وجود دارند
(Peana et al., 2002). برخلاف مونوترپن­های هیدروکربن، هیچگونه مونوترپن اکسیژن­دار در این مطالعه شناسایی نشد. سسکوئی­ترپن­ها به دو دسته اکسیژن­دار و هیدروکربنی تقسیم­بندی می­شوند (Rocha et al., 2011). سسکوئی­ترپن­های هیدروکربنی به­دست آمده در این پژوهش، شامل بتا-کوببن، بتا المن، بتا-گورجونن، کاریوفیلن، آلفا- کاریوفیلن، گاما-کادینن، جرماکرن D، گاما-المن، آلفا-فارنسن، آلفا-کوپائن، بتا- المن، بتا-مالین، 2 ایزوپروپیل1-5- متیل 1-9-متیلن، آریستولن و گاما-سلینن هستند. این ترکیبات به­ترتیب در مجموع 94/8، 2/11، 55/11 و 8/15 درصد از اسانس ریشه، ساقه، گل و برگ را تشکیل می­دهند (جدول 2). سسکوئی­ترپن­های اکسیژن­دار شامل گوایول، آلفا-اودسمول، کاروتول، هینسول، آگاروسپیرول، بتا-اودسمول و بتا-بیسابولول به­ترتیب در مجموع 34/17، 68/14، 86/6 و 76/5 درصد از اسانس ریشه، ساقه، گل و برگ را تشکیل می­دهند. هر چند که در پژوهش­های پیشین، میزان اسانس­های مشتق شده از گل F. assa-foetida، 10 ترکیب مونوترپن هیدروکربن (14/6 درصد)، 26 ترکیب سسکوئی­ترپن هیدروکربن (48/43 درصد)، 9 ترکیب سسکوئی­ترپن اکسیژن­دار (77/37 درصد)، یک ترکیب هیدروکربن اکسیژن­دار (35/0 درصد)، 9 ترکیب سولفیدی فرار (18/11 درصد) گزارش شده و هیچ­گونه مونوترپن اکسیژن­دار گزارش نشده است (Bahrami et al., 2013). در تحقیقی دیگری زی-1-پروپنیل سک-بوتیل دی­سولفید، بتا-اوسیمن و بتا-پینن عمده­ترین ترکیب آنغوزه نواحی کوهستانی کرمان گزارش کردند (Sefidkon et al., 1998).

آنالیزهای پیشین انجام­شده بر روی اسانس گیاه آنغوزه توسط دستگاه GC-MS در مقایسه با نتایج پژوهش حاضر نشان داد که ترکیب کیفی اجزای شیمیایی اسانس، مشابه به­نظر می­رسد اگرچه در برخی از موارد تفاوت­ اندکی مشاهده می­شود. ترکیبات شیمیایی اسانس­ها می­تواند بر اساس تنوع ژنتیکی، فاکتورهای اپی­ژنتیک، اندام­های مختلف گیاهی و تعداد زیادی از عوامل محیطی مثل خصوصیات اقلیم شناختی، درجه حرارت، رطوبت، نوع خاک و ارتفاع تغییر یابد (Moghaddam & Farhadi, 2015; Andrade et al., 2011).

 

 

 

جدول 1- ترکیبات شیمیایی اسانس استخراج­شده از اندام‌های مختلف گیاه آنغوزه

Table 1.Chemical composition of the essential oils extracted from different organs of F. assa-foetida

Compound

RIα

Content (%)

ریشه

ساقه

گل

برگ

α-Pinene

939

4.14 ± 0.0044

4.19 ± 0.0026

4.21 ± 0.02

4.44 ± 0.0004

Camphene

952

0.15 ± 0.03

0.13 ± 0.05

0.17 ± 0.06

0.12 ± 0.03

Sabinene

975

-

-

1.14±0.12

1.32±0.03

β-Pinene

983

21.44 ± 28.72

5.77 ± 0.98

10.51 ± 8.28

5.81 ± 0.0002

Myrcene

990

1.17±0.22

-

0.36±0.07

-

Limonene

1031

-

-

-

2.18 ± 0.01

Butanethioic acid,3-methyle-,s-(1-methylpropyl) ester)

1136

-

-

-

0.33 ± 0.08

Propyl n-butyl disulfide

1159

8.17±0.00026

5.32 ± 0.0004

5.19 ± 0.10

5.33 ± 0.0004

1,2-dithiolane

1168

10.45±0.20

8.32±1.46

6.83±1.46

20.24±206.04

(Z)-1-propenyl sec-butyl

1177

8.95 ± 0.20

6.41 ± 5.91

6.29 ± 1.46

-

bis (1-methyl propyl) disulfide

1220

-

0.46±0.0162

0.33±0.096

0.89±0.0032

Disulfide, bis[1-(methylthio)ethyl]

1362

0.93±0.1

-

-

-

α- longipinene

1373

0.46±0.0002

-

-

-

β-Cubebene

1390

0.1 ± 0.01

-

-

2.1± 0.2

β-Elemene

1392

-

-

0.37 ± 0. 24

-

b-Gurjunene

1406

0.62 ± 0.16

-

-

-

Caryophyllene

1419

0.54 ± 0.03

0.18 ± 0.0002

0.23 ± 0.005

0.17 ± 0.0002

bis [(1-methylthio) propyl] disulfide

1429

0.29 ± 0.23

-

0.36 ± 0.11

-

α-Caryophyllene

1462

0.10 ± 0.43

0.27 ± 0.11

0.65 ± 0.59

0.11 ± 1.49

γ-Cadinene

1472

-

0.31 ± 0.086

-

-

Germacrene D

1478

2.19 ± 0.21

-

1.30 ± 0.24

-

Valencene

1494

-

0.47±0.21

-

1.16±2.14

δ-Cadinene

1516

-

-

0.31 ± 0.086

-

γ –Elemene

1518

1.81± 0.11

4.27± 0.21

2.25 ± 6.70

1.82±0.32

α-Farnesene

1520

0.9 ± 0.0008

0.62 ± 0.44

1.30 ± 4.97

-

α-Copaene

1535

1.15 ± 0.09

0.41 ± 0.06

0.58 ± 0.11

0.81 ± 0.16

Elemol

1542

-

0.06±0.0002

-

-

Ethanone, 1-(1,4-dimethyl-3-cyclohexen-1-yl)-

1573

-

0.35 ± 0.25

-

0.29 ± 0.41

Guaiol

1588

0.59 ± 1.03

-

0.12 ± 0.05

4.13 ± 0.82

α-Eudesmol

1597

2.25±3.57

0.11 ± 0.002

0.20±0.099

1.42 ± 0.002

ادامه جدول 1

Table 1. (continue)

Compound

RIα

Content (%)

ریشه

ساقه

گل

برگ

Carotol

1601

3.98 ± 0.03

4.17 ± 1.51

-

-

β-Maaliene

1622

1.53 ± 8.33

2.57 ± 4.38

1.53 ± 12.85

4.47 ± 13.88

Hinesol

1636

-

0.69±0.01

2.26±0.002

-

Agarospirol

1641

-

1.06 ± 0.06

0.84±0.04

0.21 ± 0.08

Bicyclo[4.4.0]dec-1-ene, 2-isopropyl-5-methyl-9-methylene-

1648

-

1.88±1.68

2.88 ± 1.28

4.88 ± 0.14

Aristolene

1651

-

0.57 ± 0.20

-

1.44 ± 1.88

β-Eudesmol

1654

9.87 ± 1.30

8.38 ± 2.28

2.73 ± 0.16

-

γ-Selinene

1655

-

0.12 ± 0.0008

0.15±0.002

-

a-Bisabolol

1656

0.65±0.01

0.21 ± 0.01

0.71±0.02

-

Total (%)

 

82.43

57.3

53.8

62.67

RIα= شاخص بازداری کواتز با استفاده از ان -آلکان C11-C28 روی ستونی سیلیکات 5% فنیل-پلی-دیمتیل-سیلوکسان داده­ها به­صورت میانیگین ± خطای استاندارد (تکرار=3) نشان داده شده است

RIα = Kovats Retention Indices relative to C11-C28 n-alkanes on silica column 5% phenyl-poly-dimethyl-siloxaneData are Means ± Standard Deviation (n=3)

 

جدول 2- ترکیبات نسبی کلاس­های مختلف اندام ریشه، ساقه، برگ و گل گیاه آنغوزه

Table 2. Relative compositions of different classes in root, stem, leaf and flower of F. assa-foetida

Compound Class

 

Content (%)

 

ریشه

ساقه

گل

برگ

Hydrocarbon Monoterpenes

26.90

10.56

16.39

15.03

Hydrocarbon Sesquiterpenes

8.94

11.20

11.55

15.80

Oxygenated Sesquiterpenes

17.34

14.68

6.86

5.76

Volatile sulfur-containing

28.79

20.51

19.00

26.46

 

 

نتیجه­گیری کلی

به­طور خلاصه، با استفاده از تکنیک GC-MS، ترکیبات شیمیایی چهار اندام مختلف گیاه مهم دارویی F. assa-foetida بررسی شد. نتایج این پژوهش دلالت بر وجود ترکیبات گوگرددار و ترکیبات ترپنی در اسانس اندام­های مختلف بود. همچنین گل­های این گیاه بیشترین اسانس (7/0درصد v/w) و برگ­ها، حداقل میزان اسانس را دارا بودند (1/0 درصد v/w). نتایج این مطالعه همچنین نشان داد که ترکیبات گوگرددار و سسکوئی­ترپن­ها درصد بیشتری از اجزای اسانس اندام­های مختلف را به خود اختصاص می­دهند. تفاوت بین اجزای شیمیایی اسانس گیاه آنغوزه در پژوهش حاضر با دیگر مطالعات می­تواند ناشی از شرایط محیطی محل رویش، مرحله رشدی و سن گیاه باشد.

 

REFERENCES

 

  1. Adams, R. P. (2012). Identification of essential oils by ion trap mass spectroscopy. Academic Press.
  2. Ahmadvand, H., Amiri, H., Dehghani Elmi, Z. & Bagheri, S. (2014). Chemical composition and antioxidant properties of Ferula-assa-foetida leaves essential oil. Iranian Journal of Pharmacology and Therapeutics, 12(2), 52-0.
  3. Amalraj, A. & Gopi, S. (2017). Biological activities and medicinal properties of Asafoetida: A review. Journal of traditional and complementary medicine, 7(3), 347-359.
  4. Andrade, E. H. A., Alves, C. N., Guimarães, E. F., Carreira, L. M. M. & Maia, J. G. S. (2011). Variability in essential oil composition of Piper dilatatumC. Rich. Biochemical Systematics and Ecology39(4-6), 669-675.
  5. Asili, J., Sahebkar, A., Bazzaz, B. S. F., Sharifi, S. & Iranshahi, M. (2009). Identification of essential oil components of Ferula badrakema fruits by GC-MS and 13C-NMR methods and evaluation of its antimicrobial activity. Journal of Essential Oil Bearing Plants12(1), 7-15.
  6. Bahrami, G., Soltani, R., Sajjadi, S. E., Kanani, M. R., Naderi, R., Ghiasvand, N., & Shokoohinia, Y. (2013). Essential oil composition of Ferula assa-foetida fruits from Western Iran. Journal of Reports in Pharmaceutical Sciences2(2), 90-97.
  7. Bakkali, F., Averbeck, S., Averbeck, D. & Idaomar, M. (2008). Biological effects of essential oils–A review. Food and chemical toxicology46(2), 446-475.
  8. Davies, N. W. (1990). Gas chromatographic retention indices of monoterpenes and sesquiterpenes on methyl silicon and Carbowax 20M phases. Journal of Chromatography. A503, 1-24.
  9. Ghannadi, A. & Amree, S. (2002). Volatile oil constituents of Ferula gummosa from Kashan, Iran. Journal of Essential Oil Research14(6), 420-421.
  10. Hadavand Mirzaei, H. & Hasanloo, T. (2014). Assessment of chemical composition of essential oil of Ferula assa-foetida oleo-gum-resin from two different sites of Yazd province in center of Iran. Research Journal of Pharmacognosy1(2), 51-54.
  11. Iranshahi, M. (2012). A review of volatile sulfur-containing compounds from terrestrial plants: Biosynthesis, distribution and analytical methods. Journal of Essential Oil Research24(4), 393-434.
  12. Iranshahy, M. & Iranshahi, M. (2011). Traditional uses, phytochemistry and pharmacology of asafoetida (Ferula assa-foetida oleo-gum-resin)—A review. Journal of Ethnopharmacology134(1), 1-10.
  13. Irmisch, S., Jiang, Y., Chen, F., Gershenzon, J. & Köllner, T. G. (2014). Terpene synthases and their contribution to herbivore-induced volatile emission in western balsam poplar (Populus trichocarpa). BMC Plant Biology14(1), 270.
  14. Kasaian, J., Asili, J. & Iranshahi, M. (2016). Sulphur-containing compounds in the essential oil of Ferula alliacea roots and their mass spectral fragmentation patterns. Pharmaceutical Biology54(10), 2264-2268.
  15. Kavoosi, G. & Rowshan, V. (2013). Chemical composition, antioxidant and antimicrobial activities of essential oil obtained from Ferula assa-foetida oleo-gum-resin: Effect of collection time. Food chemistry138(4), 2180-2187.
  16. Khajeh M., Yamini Y., Bahramifar N., Sefidkon F., Abdollahi M., Pirmoradei M. R. (2005). Comparison of essential oils compositions of Ferula assa-foetida obtained by supercritical carbon dioxide extraction and hydrodistillation methods. Food Chem.; 91:639-44.
  17. Moghaddam, M. & Farhadi, N. (2015). Influence of environmental and genetic factors on resin yield, essential oil content and chemical composition of Ferula assa-foetida populations. Journal of Applied Research on Medicinal and Aromatic Plants2(3), 69-76.
  18. Nazari, Z. E. & Iranshahi, M. (2011). Biologically active sesquiterpene coumarins from Ferula speciesPhytotherapy Research25(3), 315-323
  19. O'Connor, S. E. & Maresh, J. J. (2006). Chemistry and biology of monoterpene indole alkaloid biosynthesis. Natural Product Reports23(4), 532-547.
  20. Peana, A. T., D'Aquila, P. S., Panin, F., Serra, G., Pippia, P. & Moretti, M. D. L. (2002). Anti-inflammatory activity of linalool and linalyl acetate constituents of essential oils. Phytomedicine9(8), 721-726.
  21. Raut, J. S. & Karuppayil, S. M. (2014). A status review on the medicinal properties of essential oils. Industrial Crops and Products62, 250-264.
  22. Sefidkon, F., Askari, F. & Mirza, M. (1998). Essential oil composition of Ferula assa-foetida from Iran. Journal of essential oil research10(6), 687-689.
  23. Shah, N. C. & Zare, A. (2014). Asafoetida (Heeng): The Well Known Medicinal-Condiment of India & Iran. The Scitech Journal 10(4) 30-36.
  24. Sharopov, F. S., Khalifaev, P. D., Satyal, P., Sun, Y., Safomuddin, A., Musozoda, S. & Setzer, W. N. (2018). The chemical composition and biological activity of the essential oil from the underground parts of Ferula tadshikorum (Apiaceae). Records of Natural Products 13(1) 18-23
  25. Takeoka, G. (2001). Instrumental analysis of food flavors-4 volatile constituents of Asafoetida. In ACS Symposium Series (Vol. 794, pp. 33-44). Washington, DC: American Chemical Society, [1974]-.

 

[1]. hydro-distillation

[2]. E-1-propenyl sec-butyl disulphide

[3]. Guaiol

[4]. Carotol

[5]. Clevenger

[6]. Injector

[7]. Kovats index

[8]. N-Alkane  

[9]. Adams,US National Institute of Standard and Technology, NIST

  1. REFERENCES

     

    1. Adams, R. P. (2012). Identification of essential oils by ion trap mass spectroscopy. Academic Press.
    2. Ahmadvand, H., Amiri, H., Dehghani Elmi, Z. & Bagheri, S. (2014). Chemical composition and antioxidant properties of Ferula-assa-foetida leaves essential oil. Iranian Journal of Pharmacology and Therapeutics, 12(2), 52-0.
    3. Amalraj, A. & Gopi, S. (2017). Biological activities and medicinal properties of Asafoetida: A review. Journal of traditional and complementary medicine, 7(3), 347-359.
    4. Andrade, E. H. A., Alves, C. N., Guimarães, E. F., Carreira, L. M. M. & Maia, J. G. S. (2011). Variability in essential oil composition of Piper dilatatumC. Rich. Biochemical Systematics and Ecology39(4-6), 669-675.
    5. Asili, J., Sahebkar, A., Bazzaz, B. S. F., Sharifi, S. & Iranshahi, M. (2009). Identification of essential oil components of Ferula badrakema fruits by GC-MS and 13C-NMR methods and evaluation of its antimicrobial activity. Journal of Essential Oil Bearing Plants12(1), 7-15.
    6. Bahrami, G., Soltani, R., Sajjadi, S. E., Kanani, M. R., Naderi, R., Ghiasvand, N., & Shokoohinia, Y. (2013). Essential oil composition of Ferula assa-foetida fruits from Western Iran. Journal of Reports in Pharmaceutical Sciences2(2), 90-97.
    7. Bakkali, F., Averbeck, S., Averbeck, D. & Idaomar, M. (2008). Biological effects of essential oils–A review. Food and chemical toxicology46(2), 446-475.
    8. Davies, N. W. (1990). Gas chromatographic retention indices of monoterpenes and sesquiterpenes on methyl silicon and Carbowax 20M phases. Journal of Chromatography. A503, 1-24.
    9. Ghannadi, A. & Amree, S. (2002). Volatile oil constituents of Ferula gummosa from Kashan, Iran. Journal of Essential Oil Research14(6), 420-421.
    10. Hadavand Mirzaei, H. & Hasanloo, T. (2014). Assessment of chemical composition of essential oil of Ferula assa-foetida oleo-gum-resin from two different sites of Yazd province in center of Iran. Research Journal of Pharmacognosy1(2), 51-54.
    11. Iranshahi, M. (2012). A review of volatile sulfur-containing compounds from terrestrial plants: Biosynthesis, distribution and analytical methods. Journal of Essential Oil Research24(4), 393-434.
    12. Iranshahy, M. & Iranshahi, M. (2011). Traditional uses, phytochemistry and pharmacology of asafoetida (Ferula assa-foetida oleo-gum-resin)—A review. Journal of Ethnopharmacology134(1), 1-10.
    13. Irmisch, S., Jiang, Y., Chen, F., Gershenzon, J. & Köllner, T. G. (2014). Terpene synthases and their contribution to herbivore-induced volatile emission in western balsam poplar (Populus trichocarpa). BMC Plant Biology14(1), 270.
    14. Kasaian, J., Asili, J. & Iranshahi, M. (2016). Sulphur-containing compounds in the essential oil of Ferula alliacea roots and their mass spectral fragmentation patterns. Pharmaceutical Biology54(10), 2264-2268.
    15. Kavoosi, G. & Rowshan, V. (2013). Chemical composition, antioxidant and antimicrobial activities of essential oil obtained from Ferula assa-foetida oleo-gum-resin: Effect of collection time. Food chemistry138(4), 2180-2187.
    16. Khajeh M., Yamini Y., Bahramifar N., Sefidkon F., Abdollahi M., Pirmoradei M. R. (2005). Comparison of essential oils compositions of Ferula assa-foetida obtained by supercritical carbon dioxide extraction and hydrodistillation methods. Food Chem.; 91:639-44.
    17. Moghaddam, M. & Farhadi, N. (2015). Influence of environmental and genetic factors on resin yield, essential oil content and chemical composition of Ferula assa-foetida populations. Journal of Applied Research on Medicinal and Aromatic Plants2(3), 69-76.
    18. Nazari, Z. E. & Iranshahi, M. (2011). Biologically active sesquiterpene coumarins from Ferula speciesPhytotherapy Research25(3), 315-323
    19. O'Connor, S. E. & Maresh, J. J. (2006). Chemistry and biology of monoterpene indole alkaloid biosynthesis. Natural Product Reports23(4), 532-547.
    20. Peana, A. T., D'Aquila, P. S., Panin, F., Serra, G., Pippia, P. & Moretti, M. D. L. (2002). Anti-inflammatory activity of linalool and linalyl acetate constituents of essential oils. Phytomedicine9(8), 721-726.
    21. Raut, J. S. & Karuppayil, S. M. (2014). A status review on the medicinal properties of essential oils. Industrial Crops and Products62, 250-264.
    22. Sefidkon, F., Askari, F. & Mirza, M. (1998). Essential oil composition of Ferula assa-foetida from Iran. Journal of essential oil research10(6), 687-689.
    23. Shah, N. C. & Zare, A. (2014). Asafoetida (Heeng): The Well Known Medicinal-Condiment of India & Iran. The Scitech Journal 10(4) 30-36.
    24. Sharopov, F. S., Khalifaev, P. D., Satyal, P., Sun, Y., Safomuddin, A., Musozoda, S. & Setzer, W. N. (2018). The chemical composition and biological activity of the essential oil from the underground parts of Ferula tadshikorum (Apiaceae). Records of Natural Products 13(1) 18-23
    25. Takeoka, G. (2001). Instrumental analysis of food flavors-4 volatile constituents of Asafoetida. In ACS Symposium Series (Vol. 794, pp. 33-44). Washington, DC: American Chemical Society, [1974]-.
Volume 50, Issue 3
November 2019
Pages 89-96
  • Receive Date: 21 May 2018
  • Revise Date: 15 September 2018
  • Accept Date: 23 September 2018
  • Publish Date: 23 October 2019