Flüchtige Bestandteile von Cistanche Tubulosa und ihre antioxidativen und antimikrobiellen Potenziale
Apr 13, 2023
Abstrakt:Die hydrodestillierten flüchtigen Bestandteile von Cistanche tubulosa (Wüstenginseng) wurden chemisch und biologisch untersucht. Basierend auf den Retentionszeiten und der Massenfragmentierung des erhaltenen GC-MS-Chromatogramms wurden 106 Einzelkomponenten identifiziert, die etwa 99,29 Prozent der gesamten flüchtigen Bestandteile ausmachen. Als Hauptverbindungen (66,57 Prozent der Gesamtzusammensetzung) wurden Hexanal (15,98 Prozent) und Trans-Sabinacetat (12,22 Prozent) identifizierto-Aromadren (9,30 Prozent), Nonansäure (6,66 Prozent), 3Z-Hexenyl-2-methylbutanoat (6,09 Prozent), Valeranon (5,25 Prozent), (E , E)- -Farnesen (3,18 Prozent), -Pinen (3,06 Prozent), Linaloolisovalerat (3,03 Prozent) und -Humulen (1,8 Prozent). Die Schätzung der antioxidativen Aktivität von EO zeigte eine vielversprechende Wirkung bei einer Konzentration von 80 g/ml, es übte eine Hemmung von 62,40, 863,29 und 62,72 Prozent aus, im Vergleich zu TBHQ ergab eine Hemmung von 78,62, 77,56 und 79,23 Prozent bei Verwendung von DPPH, ABTS bzw. -Carotin/Linolsäure. Die antioxidative Aktivität war bei 80 g/ml ausgeprägter als bei anderen Konzentrationen. Die flüchtigen Bestandteile zeigten eine Hemmaktivität gegen grampositive Bakterien im Bereich von 2,23 mg/100 ml (für Staphylococcus aureus) bis 15,68 mg/100 ml (für Bacillus cereus), verglichen mit Ciprofloxacin, das eine Hemmaktivität von 0,185 und 0,182 mg/100 ml zeigte , bzw. Darüber hinaus lag die MHK flüchtiger Stoffe gegenüber gramnegativen Bakterien zwischen 18,35 (Escherichia coli) und 31,61 mg/100 ml (Klebsiella-Pneumonie) im Vergleich zu Ciprofloxacin mit jeweils 0,184 bis 0,188 mg/ml. Darüber hinaus war die antimykotische Wirkung gegen Candida albicans recht vielversprechend (4,36 mg/ml).
Laut einschlägigen StudienCistancheist ein weit verbreitetes Kraut, das als „Wunderkraut, das das Leben verlängert“ bekannt ist. Sein Hauptbestandteil istCistanosid, was verschiedene Auswirkungen hat, wie zAntioxidans, Antiphlogistikum, UndFörderung der Immunfunktion. Der Mechanismus zwischen Cistanche undHautaufhellungliegt in der antioxidativen Wirkung vonCistanche-Glykoside. Melanin in der menschlichen Haut entsteht durch die katalysierte Oxidation von TyrosinTyrosinaseDa die Oxidationsreaktion die Beteiligung von Sauerstoff erfordert, werden die sauerstofffreien Radikale im Körper zu einem wichtigen Faktor, der die Melaninproduktion beeinflusst. Cistanche enthält Cistanosid, das ein Antioxidans ist und somit die Entstehung freier Radikale im Körper reduzieren kannHemmung der Melaninproduktion.
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Schlüsselwörter:Cistanche tubulosa; flüchtige Bestandteile; Antioxidans; antimikrobiell; Orobanchaceae. . © 2021 ACG-Publikationen. Alle Rechte vorbehalten.
1. Einleitung
Cistanche tubulosa, Familie Orobanchaceae, ist eine mehrjährige parasitäre Pflanze, die in trockenen Gebieten Asiens und Afrikas wächst und in China, Indien, Japan und Saudi-Arabien (Sakaka-Wüste, Aljouf, KSA) nachgewiesen wurde [1]. In der chinesischen Medizin hat sie verschiedene gebräuchliche Namen wie Wüstenhyazinthe, Wüstenginseng und Rou Cong Rong. Der Stiel ist saftig und fleischig mit hohem Wassergehalt [1-6]. Cistanche ist mit flüchtigen und nichtflüchtigen Bestandteilen vertraut, zu denen Lignane, Phenylethanoidglykoside, Oligo- und Polysaccharide, Alkaloide und Iridoide gehören können. Aufgrund der großen Vielfalt des phytochemischen Inhalts und der biologischen Aktivitäten hat Cistanche einen hohen medizinischen Wert in der chinesischen Volks- und traditionellen Medizin erlangt. Daher wurde es als Aphrodisiakum bei Impotenz und Unfruchtbarkeit, als Abführmittel bei seniler Verstopfung und als neuroprotektive Wirkung, insbesondere bei Alzheimer, Parkinson und Depressionen, als Anti-Aging-Wirkung, antineoplastische Wirkung und zur Thrombozytenaggregationshemmung eingesetzt. antimykotisch und antibakteriell, hepatoprotektiv, immunstimulierend, antioxidativ, unterstützend für die Nieren und Antitumor bei kolorektalem Ösophaguskarzinom [1, 7-13]. Es wird auch zur Behandlung von Psychroalgie der Knie und des Rückens, zur Verbesserung der Immunität und der kognitiven Aktivitäten sowie als Antidepressivum eingesetzt [14-17]. Es wurde festgestellt, dass es eine hypocholesterinämische Wirkung hat, wie von Shimoda et al. berichtet [18]. Die Literaturrecherche ergab, dass die Verwendung von Cistanche auf lange Sicht als ungiftige Pflanze sicher ist [19]. Obwohl C. tubulosa vor allem in der traditionellen chinesischen Medizin für seine hohen medizinischen Werte bekannt war, wurden die flüchtigen Bestandteile kaum untersucht und ihre chemische Zusammensetzung noch nicht vollständig charakterisiert. Frühere Untersuchungen ergaben die Charakterisierung von 38 Komponenten aus ätherischem C. salsa-Öl und 25 Verbindungen aus C. deserticola-Öl, wobei die drei Hauptkomponenten Methyl-14-methylpentadecanoat (13,60 Prozent) und Ethylpalmitat (12,40 Prozent) sind. und 2,5,6-Trimethylolethan (7,61 Prozent). Die Untersuchung ergab auch die Identifizierung von 21 Verbindungen nur aus dem ätherischen Öl C. tubulosa [1, 20-22]. Darüber hinaus ist die biologische Aktivität der flüchtigen Bestandteile noch nicht vollständig untersucht. Unser Ziel ist es daher, die chemische Zusammensetzung der flüchtigen Bestandteile der Blüten von C. tubulosa zu identifizieren und ihre antioxidativen und antimikrobiellen Aktivitäten abzuschätzen.
2. Materialien und Methoden
2.1. Pflanzenmaterial
Cistanche tubulosa (Schenk) Haken. F. (Orobanchaceae) wurde im März 2019 in der Sakaka-Wüste, Aljouf, KSA, gesammelt. Die Identifizierung der Pflanze wurde von Herrn Hamdan Al-Hassan, M.Sc., durchgeführt. (Camel and Range Research Center), Aljouf, KSA. Ein Belegexemplar (59-CPJU) wurde im Herbarium der Pharmakognosie-Abteilung des Pharmacy College der Jouf-Universität archiviert.
2.2. Extraktion der flüchtigen Bestandteile
Die Blüten von C. tubulosa wurden am 2. März019 gesammelt und sorgfältig mit fließendem Wasser gewaschen, und die flüchtigen Bestandteile wurden durch die Standard-Hydrodestillationsmethode mit einem Clevenger-Gerät extrahiert. 500 g frische Blüten wurden in kleine Stücke geschnitten und 5 Stunden lang einer Hydrodestillation unterzogen, bis kein Ertrag mehr erzielt wurde. Die Destillate wurden durch einen Scheidetrichter mit einem Volumen von 500 ml von der wässrigen Phase getrennt. NaCl wurde verwendet, um den Rest der flüchtigen Bestandteile durch den Aussalzmechanismus aus der wässrigen Schicht auszutreiben. Die wässrige Phase wurde mehrmals mit CH2Cl2 geschüttelt, um alle Destillate zu erhalten. Die kombinierten Extrakte wurden dann durch ein Whatman-Filterpapier (Nr. 40) filtriert, nachdem sie zur Dehydratisierung über wasserfreies Na2SO4 geleitet worden waren. Das Produkt wurde mit 0,36 Prozent der gesamten flüchtigen Bestandteile berechnet. Die erhaltenen Bestandteile waren eine hellgelbe Flüssigkeit mit einem angenehmen Geruch. Es wurde in eine trockene, saubere und fest verschlossene, undurchsichtige Flasche gepackt und zur Analyse im Dunkeln bei 4 Grad aufbewahrt.
2.3. Gaschromatographie und Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC-MS)
Das Modell 6890 eines Agilent-Gaschromatographen, ausgestattet mit einer 120 m × 0,25 mm ID (df=0,25 μm) zementierten Phase HP-5MS-festgeklebten Silica-Kapillarsäule (Agilent, Folsom). , CA) und ein Flammenionisationsdetektor (FID) wurden für die Analyse flüchtiger Extrakte eingesetzt. Die Temperatur des Ofens wurde mit 3 Grad pro Minute von 60 auf 240 Grad eingestellt. und 50 Min. aufbewahrt. Das Trägergas des linearen Heliumzufuhrverhältnisses betrug 20 cm/s. Die Temperatur des Injektors und des Detektors betrug 250 Grad.
Die flüchtigen Bestandteile wurden mit dem Agilent Technologies Modell 7890B GC analysiert, das an den Agilent 7000D GC/TQ-Massendetektor (GC/MS) und den Agilent 7693A Autosampler angeschlossen war. Ionisierung bei 70 eV, HP-5MS-Säule (120 m x 0,25 mm Innendurchmesser). Der gesamte Prozess wurde bei einer konstanten Geschwindigkeit der mobilen Phase (He) von 30 cm/s und einer konstanten Temperatur von 250 °C für Injektor und Detektor durchgeführt. Die Ofentemperatur wurde von 60 bis 240 °C mit 3 °C/Minute programmiert und 50 Minuten lang beibehalten.
Die gleichzeitige Injektion einer Lösung homologer n-Kohlenwasserstoffe (C8-C26) in die Probe unter den gleichen Bedingungen wurde durchgeführt, um die Werte der Kovat-Indizes zu bestimmen. Die Identifizierung der isolierten flüchtigen Stoffe erfolgte durch Abgleich mit NIST-Massenspektralbibliotheksdaten, Vergleich der Kovat-Indizes mit denen authentischer Komponenten und veröffentlichter Daten. Die quantitative Bestimmung erfolgte nach Peakflächenintegration.
2.4. Antioxidative Aktivität
2.4.1. DPPH-Radikalfänger-Assay
Die potenzielle antioxidative Aktivität der erhaltenen flüchtigen Bestandteile wurde mit der Standard-DPPH-Methode bewertet und tert-Butylhydrochinon (TBHQ) wurde als Standard-Antioxidans-Arzneimittel eingesetzt. Die Absorptionsmessung wurde bei maximal 517 nm mit einem UV-Spektrophotometer (HP 8452, UVVIS) durchgeführt, alle Tests wurden dreifach durchgeführt und der Durchschnitt der Ergebnisse berechnet [23, 24].
2.4.2. -Carotin-Bleichtest
Die Standard-Carotin/Linolsäure-Methode wurde zur Bestimmung der antioxidativen Aktivität der flüchtigen Bestandteile von C. tubulosa wie zuvor beschrieben im Vergleich zum Standard-Antioxidans tert-Butylhydrochinon (TBHQ) angewendet. Alle Tests wurden dreifach bei maximal 47 0 nm über 60 Minuten gemessen, beginnend bei 0 Minuten, und der Durchschnitt der Ergebnisse wurde berechnet [23, 24].
2.4.3. ABTS-Test auf freie Radikale
Zum Vergleich wurde ABTS [2,2`-Azino-bis(3-ethylbenzothiazolin-6-sulfonsäure] zur antioxidativen Bestimmung flüchtiger Bestandteile von C. tubulosa eingesetzt, wie in der Literatur beschrieben [25]. zum Standard-Antioxidans tert-Butylhydrochinon (TBHQ). Alle Tests wurden dreifach bei maximal 734 nm über 60 Minuten gemessen, beginnend bei 0 Minuten, und der Durchschnitt der Ergebnisse wurde berechnet [26]. Die folgende Gleichung wurde zur Berechnung der Radikalfängerwirkung bei allen Methoden angewendet
Prozent Hemmung=A (Kontrolle) – A (Test oder Standard) / A (Kontrolle) × 100,
Wobei A=Absorption
2.5. Antimikrobieller Test
2.5.1. Herstellung mikrobieller Suspensionen
Neun Stämme pathogener Mikroorganismen, die als Hauptquelle verschiedener Krankheiten und Lebensmittelvergiftungen gelten, wurden für den antimikrobiellen Test ausgewählt, darunter S. aureus, B. cereus, E. fecal und L. monocytogenes, die als G plus ve-Bakterien, E. coli, eingesetzt wurden , P. aeruginosa, K. pneumonia und Salmonella typhimurium als G-ve-Bakterien. Zusätzlich wurde C. albicans als Pilzstamm eingesetzt. Zur antimikrobiellen Abschätzung der flüchtigen Bestandteile von C. tubulosa wurde die Methode der quantitativen minimalen Hemmkonzentration (MIC) angewendet. Die Bakterien- und Pilzsuspensionen wurden jeweils in den geeigneten Nährmedien zubereitet (Muller Hinton Sabaroud Dextrose für Bakterien bzw. Pilze). Die Inkubation jedes Stammes mit dem richtigen Medium erfolgte 24 Stunden lang bei 37 Grad für Bakterien und 28 Grad für Pilze. Nach der Inkubationszeit und den Reihenverdünnungen der vorbereiteten Suspensionen wurden bestimmte Verdünnungen gemäß dem Mc-Farlandscale-Standard 0.5 für den Test ausgewählt. Das Standard-Ciprofloxacin und Fluconazol wurden in 100 µg/ml zubereitet und als antimikrobielle bzw. antimykotische Arzneimittel eingesetzt [28-30].
2.5.2. Methode der minimalen Hemmkonzentration (MIC)
Zur Beurteilung der antimikrobiellen Aktivität der flüchtigen Bestandteile von C. tubulosa gegen bestimmte Mikroorganismen wurde, wie erwähnt, eine quantitative Mikrotiter-Verdünnungsplattenmethode angewendet, bei der die Methode der minimalen Hemmkonzentration (MIC) angewendet wurde. Es wurde eine sterile {{0}}-Mikroplattenvertiefung verwendet, in der 100 µL der jeweiligen Mikroorganismen in Konzentrationen von (0,5 Mc-Farland, etwa 1×108cfu/mL) separat mit dem erhaltenen Destillat in verschiedenen Konzentrationen (100) gemischt wurden Prozent, gefolgt von zweifachen Reihenverdünnungen). Ciprofloxacin und Fluconazol wurden als positive antibakterielle bzw. antimykotische Standards verwendet, während DMSO als negative Kontrolle verwendet wurde. Die Mikrotiterplatte mit dem gemischten Inhalt in jeder Vertiefung wurde 24 Stunden lang bei etwa 37 Grad für Bakterien und 28 Grad für Pilze inkubiert. Die Platten wurden dann auf etwaige Wachstumsausfällungen der getesteten Organismen untersucht. Alle Experimente wurden dreifach durchgeführt und die MHK wurde als die niedrigste Konzentration berechnet, die das Wachstum der getesteten Mikroorganismen hemmte oder behinderte [27].
3. Ergebnisse und Diskussion
3.1. Analyse flüchtiger Bestandteile
In unserer Studie ergab eine Hydrodestillation von C. tubulosa-Blüten 0,36 Prozent hellgelbes Destillat mit einem aromatisch duftenden Geruch und 106 flüchtigen Komponenten (Tabelle 1), die 99,29 Prozent des flüchtigen Gehalts ausmachen. Diese Komponenten wurden in 5 Monoterpene, 15 Sesquiterpene, 62 leicht sauerstoffhaltige Verbindungen, die die Verbindungen der größten Gruppe darstellen, und 24 stark sauerstoffhaltige Verbindungen kategorisiert. Als Hauptbestandteile der flüchtigen Bestandteile wurden Hexanal (15,98 Prozent), Trans-Sabinacetat (12,22 Prozent), Also-Aromadendren (9,30 Prozent), Nonansäure (6,66 Prozent) und 3Z-Hexenyl-2-methylbutanoat identifiziert (6,09 Prozent), Valeranon (5,25 Prozent), (E, E)- -Farnesen (3,18 Prozent), -Pinen (3,06 Prozent), Linalool-Isovalerat (3,03 Prozent), -Humulen (1,8 Prozent), Jasminol (1,58 Prozent), 4-Hydroxybenzaldehyd (1,56 Prozent), Geosmin (1,44 Prozent), 3Z-Hexenylisobutanoat (1,39 Prozent) und Geranylaceton (1,38 Prozent). Aber in früheren Literaturstudienergebnissen, die von Jiang und Tu 2009 veröffentlicht wurden, wurden nur 21 flüchtige Bestandteile im ätherischen Öl von C. tubulosa identifiziert, 38 Bestandteile wurden auch im ätherischen Öl von C. salsa charakterisiert, während 25 Verbindungen aus dem ätherischen Öl von C. salsa identifiziert wurden Öl von C. deserticola mit drei Hauptbestandteilen (Methyl-14-methylpentadecanoat; 13,60 Prozent, Ethylpalmitat; 12,40 Prozent und 2,5,6-trimethylolethan; 7,61 Prozent) [22, 28]. Die Identifizierung der isolierten flüchtigen Stoffe erfolgte vorläufig durch einen Abgleich mit NIST-Massenspektralbibliotheksdaten, die durch einen Vergleich der Kovat-Indizes mit denen authentischer Komponenten sowie mit den veröffentlichten Daten weiter bestätigt wurden [29-31]. Es wurde festgestellt, dass der berechnete KI der identifizierten Verbindungen im KI-Bereich der in der Literatur veröffentlichten liegt. Zum Beispiel der berechnete und veröffentlichte KI für trans-Sabinylacetat (1287& 1273-1289), Aromadendren (1444& 1430-1450), Valeranon (1678, 1668-1679), Alloaromadendren (1459& {{79}) }), -Farnesen (1508& 1505-1520), Hexenyl-2-methylbutanoat (1230& 1210-1231), -Humulen (1455& 1452-1570), -Pinen (971& { {91}}) [32-36]. Gemäß den genannten KI-Werten stimmten die identifizierten Verbindungen mit den in der Literatur berichteten überein [37-40].
3.2. Ergebnisse des Antioxidantientests
DPPH-, ABTS- und -Carotin-Assays wurden angewendet, um die antioxidative Aktivität der flüchtigen Bestandteile von C. tubulosa zu untersuchen. Die Ergebnisse zeigten eine zuverlässige antioxidative Aktivität der getesteten flüchtigen Bestandteile (Tabelle 2). Die aktuelle Studie ergab, dass die Abfangfähigkeit flüchtiger Bestandteile von C. tubulosa bei verschiedenen Konzentrationen (g/ml) im DPPH-Assay zwischen 26,08 und 62,40 Prozent lag, während sie bei ({{ 14}}) g/ml für die ABTS- bzw. -Carotin-Testsysteme im Vergleich zum Standard-Antioxidansmedikament TBHQ, das 43,15 bis 78,62 Prozent, 41,32 bis 77,56 Prozent und 42,21 bis 79,23 Prozent bei (20-80 zeigte. ) ug/ml für die DPPH-, ABTS- und -Carotin-Testsysteme. Die vielversprechende antioxidative Aktivität kann auf das Vorhandensein einer hochaktiven komplexen Mischung im Destillat zurückgeführt werden, wie Allo-Aromadren (9,3 Prozent), Valeranon (5,25 Prozent), (E, E)- -Farnesen (3,18 Prozent) und -Pinen (3,06 Prozent), das einen deutlichen Einfluss auf die antioxidative Aktivität haben sollte. Der Literaturübersicht zufolge kann die angestrebte biologische Aktivität der flüchtigen Bestandteile auf die vorhandene Mischung aus Terpenoid- und Phenolkomponenten zurückgeführt werden, von denen bekannt ist, dass sie antimikrobielle und antioxidative Aktivitäten haben und die Zielaktivitäten verstärken oder synergisieren können [32].
3.3. Ergebnisse des antimikrobiellen Tests
Zur Prüfung der antimikrobiellen Aktivität der flüchtigen Bestandteile von C. tubulosa gegen neun pathogene Mikroorganismen tierischen Ursprungs wurde die MIC-Methode (Minimum inhibitory concentration) angewendet. Das Destillat zeigte eine starke Aktivität gegen S. aureus mit einer MHK von 2,23 mg/100 ml und eine mäßige Wirkung gegen C. albicans (MIC= 4,36 mg/100 ml), Tabelle 3.
4. Fazit
Die flüchtigen Bestandteile von C. tubulosa oder allgemein bekannt als Wüstenginseng bestehen hauptsächlich aus Hexanal (15,98 Prozent), Trans-Sabinacetat (12,22 Prozent), Aromadendren (9,30 Prozent), Nonansäure (6,66 Prozent) und 3Z-Hexenyl{ {11}}Methylbutanoat (6,09 Prozent), Valeranon (5,25 Prozent), (E, E)- -Farnesen (3,18 Prozent), -Pinen (3,06 Prozent), Linalool-Isovalerat (3,03 Prozent) und - Humulen (1,8 Prozent), die jeweils durch ihre Retentionszeiten und das Fragmentierungsmuster im GC-MS-Chromatogramm sowie durch Vergleich mit der Literatur charakterisiert wurden. Diese Komponenten zeigten vielversprechende antioxidative Wirkungen bei einer Konzentration von 80 g/ml und vergleichsweise ähnliche Ergebnisse bei Verwendung von drei Testmethoden. Es zeigte im Vergleich zu Ciprofloxacin und Fluconazol auch starke antimikrobielle und antimykotische Aktivitäten gegen S. aureus L. monocytogenes und C. albicans.
Danksagungen
Die Autoren danken dem Dekanat für wissenschaftliche Forschung der Jouf-Universität für die Finanzierung dieser Arbeit durch das Forschungsstipendium Nr. (DSR2020-04-453) und dem Forscherunterstützungsprojekt der Universität Taif mit der Nummer (TURSP-2020/56). Taif-Universität, Taif, Saudi-Arabien.
Interessenkonflikt
Die Autoren erklären keine Interessenkonflikte.
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