‍‍‍Chemical compositions, antibacterial and antioxidant properties of Echinophora cinerea essential oil

Document Type: Original article

Authors

1 Young Researchers Club, Khorram Abad Branch, Islamic Azad University, Khorram Abad, Iran.

2 Razi Herbal Medicines Research Center, Lorestan University of Medical Sciences, Khorram Abad, Iran.

Abstract

Background & Aim: Echinophora cinerea is a plant of the Apiaceae family, which reaches to a height of 30 to 100 cm. The essential oil of Echinophora cinerea contains alkaloids and flavonoids etc. Phenolic composition is one of the best sources of natural antioxidants. The goal of this study is to examine the antibacterial and antioxidant activities of the essential oil of E. cinerea. Experimental: In order preparation and identification of chemical compounds of essential oils, hydrodistillation approach and gas chromatography coupling with a mass spectrometer (GC, GC-MS) were used. Antioxidant capacity of the essential oil was determined by DPPH assay and, compared with standard antioxidants (BHT). Antibacterial test had done by broth microdilution and disk diffusion methods, and minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC) of these oils after 24 and 48 h were determined and compared to antibiotic standards against food-borne pathogens including Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli and MRSA. Results & discussion: Results of GC and GC-MS showed that the major components of essential oil of E. cinerea were α-phellandrene (32.09%), limonene (16.28%), p-cymene (10.75%), α-pinene (9.79%), carvacrol (3.79%) and β-myrcene (2.65%). Results of antioxidant test indicated that IC50 for oil of Echinophora cinerea was 740 μg/ml while for BHT was 50.6 μg/ml. The highest antibacterial effects of essential oil were observed on standard bacteria of Staphylococcus aureus with MIC= 0.16 μg/ml and MBC= 0.63 μg/ml. This effect on MRSA-resistant Staphylococcus and E. coli was weaker. Pseudomonas aeruginosa was resistant to essential oil. Industrial and practical recommendations: According to results of present study, the essential oil E. cinerea can be used in the food, pharmaceutical, cosmetic and health industry and flavoring.

Keywords


Article Title [Persian]

ترکیبات شیمیایی، خاصیت ضدباکتریایی و فعالیت آنتی اکسیدانی اسانس گیاه خوشاریزه Echinophora cinerea Boiss

Authors [Persian]

  • مریم پاس 1
  • مرضیه رشیدی پور 1
  • غلام رضا طالعی 2
  • بهروز دوستی 1
1 دانشگاه آزاد اسلامی، واحد خرم آباد، باشگاه پژوهشگران جوان، خرم آباد، ایران؛
2 مرکز تحقیقات داروهای گیاهی رازی، دانشگاه علوم پزشکی، لرستان، ایران؛
Abstract [Persian]

مقدمه و هدف: خوشاریزه با نام علمی Echinophora cinerea  گیاهی است از خانواده چتریان که ارتفاع آن به 30 تا 100 سانتی متر می رسد. اسانس خوشاریزه حاوی ترکیباتی از جمله آلکالوئیدها و فلاونوئیدها و غیره است. یکی از بهترین منابع آنتی اکسیدان های طبیعی، ترکیبات فنلی موجود در اسانس های گیاهی از جمله این گیاه است. هدف بررسی ترکیبات شیمیایی، خاصیت آنتی باکتریال و فعالیت آنتی اکسیدانی اسانس گیاه خوشاریزه با نام علمی Echinophora cinerea است. روش تحقیق: تهیه اسانس به روش تقطیر با آب و شناسایی ترکیبات شیمیایی اسانس با استفاده از دستگاه کروماتوگرافی گازی کوپل شده با طیف سنج جرمی (GC-MS) انجام گرفت. ظرفیت آنتی اکسیدانی اسانس با استفاده از روش DPPH ارزیابی و با آنتی اکسیدان استاندارد BHT مقایسه شد. آزمون ضدباکتریایی به روش رقت سازی (محیط کشت براث) و انتشار دیسک انجام گرفت و حداقل غلظت مهار کنندگی MIC و کشندگی MBC باکتریایی اسانس ها پس از 24 و 48 ساعت مشخص و با گروه آنتی بیوتیک علیه استافیلوکوکوس اورئوس، لیستریا مونوسیتوژنز، سودوموناس ایروژینوزا، اشرشیاکولی و MRSA  مقایسه گردید. نتایج و بحث: مهمترین ترکیبات تشکیل دهنده اسانس خوشاریزه α- فلاندرن (09/32)،  لیمونن (28/16%)، پارا-سیمن (75/10%)، α-پینن(79/9%)، کارواکرول (79/3%)،  β-میرسن(65/2%) بود. IC50 برای اسانس خوشاریزه (mg/ml) 74/0 تعیین شد در صورتی­که این پارامتر برای BHT  (µg/ml) 63/50 بود. اثر ضد باکتریایی قوی اسانس خوشاریزه بر باکتریهای استافیلوکوکوس ارئوس استاندارد مشاهده گردید؛ بطوری­که در mg/ml 16/0  MIC اثر مهار کنندگی و در رقت mg/ml 63/0 MBC= اثرکشندگی بر این باکتری داشت. این اثر بر استافیلوکک مقاوم  MRSA و اشرشیا کلی ضعیف تر  بود. سودوموناس آئروژینوزا نسبت به این اسانس مقاوم بود. توصیه کاربردی/صنعتی: با توجه به خاصیت  ضدباکتریایی و آنتی اکسیدان اسانس این گیاه می توان از آن در صنایع غذایی، دارویی، آرایشی- بهداشتی و همچنین معطر سازی و طعم دهی مواد غذایی استفاده نمود.

Keywords [Persian]

  • Echinophora cinerea خوشاریزه اسانس ضدباکتریایی آنتی اکسیدان

احمدی، ش.، باباخانلو، پ. وکریمی فر، م. 1388. گیاهان دارویی لرستان. مجله یافته، 11: 86.

آویژگان، م.، سعادت، م.، نیلفروش زاده، م. و حفیظی، م. 1384. اثر ضد قارچی گیاه خوشاریزه بر تعدادی از درماتوفیت های شایع. فصلنامه گیاهان دارویی، 5: 10-16.

شفیع زاده ،ف. 1381. گیاهان دارویی لرستان. انتشارات حیان.  صفحه 142.

محبوبی، م.، آویژگان، م.، دارابی، م. و کسائیان، ن. 1387. بررسی اثر ضد کاندیدیایی گیاه خوشاریزه بر مخمر کاندیدا آلبیکنس در مقایسه با آمفوتریسین. فصلنامه گیاهان دارویی. 36: 30-43.

مظفریان، و. 1375. فرهنگ نام های گیاهان ایران، انتشارات فرهنگ معاصر.

 

Ahmadi, L., Mirza, M. and  Khorram, M.T. 2001. Essential oil of Echinophora cinerea (Boiss) Hedge and Lamond Iran. Journal of Essential Oil Research, 13: 82-83.

Avijgan, M., Hafizi, M., Saadat, M. and Nilforoushzadeh, M. A. 2006. Antifungal Effect of Echinophora platyloba’s Extract against Candida albicans, Iranian Journal of Pharmaceutical Research, 4: 285-289.

Avijgan, M., Mahboubi, M., Darabi, M., Saadat, M., Sarikhani, S. and Kassaiyan, N. 2010. Overview on Echinophora platyloba, a synergistic antifungal. Journal of Yeast and Fungal Research, 1(5): 88-94.

 Basiri, S.,  Esmaily, H., Vosough-Ghanbari, S., Mohammadirad, A., Yasa, N. and Abdollahi, M. 2007. Improvement by Satureja khuzestanica essential oil of malathion-induced red blood cells acetylcholinesterase inhibition and altered hepatic mitochondrial glycogen phosphorylase and phosphoenol-pyruvate carboxykinase activities. Pesticide Biochemistry and Physiology, 89 (124): 124-129.

Eshraghi, S., Amin, G. and Attari, A. 2009 . Study of antibacterial activity of 10 species of plants on pathogenic Nocardia. Journal of Medicinal Plants, 32(4): 60-73.

Fazel, M., Omidbeygi, M., Barzegar, M. and Naghdi Badi, H. 2007. Influence of heating on antiradical activity of essential oils of thyme, summer savory and clove by 2, 2- diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH•) method. Journal of Medicinal Plants, 6(22): 43-54.

 Ferreiraa, I.,  Barrosa, L.,  Soaresb, M. E,  Bastosb, M. L. and  Alberto Pereira, J. 2007. Antioxidant activity and phenolic contents of Olea europaea L. leaves sprayed with different copper formulations. Food Chemistry, 103 (1): 188-195.

Hashemi, P., Abolghasemi, M. M., Ghiasvand, A. R., Ahmadi, S., Hassanvand, H. and Yarahmadi, A. 2009. A comparative study of hydrodistillation and hydrodistillation–solvent microextraction methods for identification of volatile components of Echinophora cinerea. Chromatographia, 69: 179-182.

 Prasada,  K. N., Haoa, J., Shib, J., Liua, T., Lia, J., Weia, X. et al. 2009. Antioxidant and anticancer activities of high pressure-assisted extract of longan (Dimocarpus longan Lour.) fruit pericarp. In novative Food Science & Emerging Technologies,  10 (4): 413-419.

Sajjadi, S.E. and Ghannadi, A. 2002. Composition of the essential oil of Echinophora cinerea (Boiss) Hedge et Lamond. Journal of Essential Oil Research, 14: 114-115.