Effect of different drying methods on quantity and quality of active substances of Purple coneflower (Echinacea purpureae L.)

Document Type: Original article

Authors

1 Young Researchers and Elite Club, Ardabil Branch, Islamic Azad University, Ardabil, Iran

2 Islamic Azad University, Saveh Branch, Saveh, Iran

3 Department of Horticulture, College of Agriculture, Miyaneh Branch, Islamic Azad University, Miyaneh, Iran

Abstract

Background & Aim: The genus Echinacea (family Asteraceae), commonly known as purple coneflower, is an important medicinal plant that has been used for centuries, customarily as a treatment for the common cold, coughs, bronchitis, upper respiratory infections, and some inflammatory conditions . The present study was carried out to evaluate the effect of six different methods of drying to obtain the highest of active substances from Echinacea purpurea.
Experimental: To determine the effect of drying methods on quantity and quality of active substances, the samples were dried with six drying methods (sun, shade, greenhouse and industrial-drying at 50° C, 60° C and 80 ° C). Active substances of aerial parts were extracted by ultrasonic method and the amounts caffeic acid derivatives, alkamides (8/9) were measured by using high performance liquid chromatography analysis, and also total phenolics determined with spectrophotometer.
Results: The results showed that different drying methods had significant effects on active substances. Samples dried in greenhouse had higher amounts of chlorogenic acid (3.18 mg/g.dw), echinacoside (4.29 mg/g.dw), cynarin (1.55 mg/g.dw) and total phenols contents (363 mg / g.dw). Also, samples dried in shade had higher amounts of caftaric acid (25.8 mg / g.dw), cichoric acid (36.57 mg / g.dw) and alkamides (361.1 μg / g.dw).
Recommended applications/ industries: Greenhouse drying and shade-drying were proper methods of drying to achieve more amounts of active compounds in E. purpurea.

Keywords


Article Title [Persian]

تاثیر روشهای مختلف خشک کردن بر کمیت و کیفیت مواد موثره سرخارگل

Authors [Persian]

  • طالب قبائی 1
  • سمیه نظیرزاده 2
  • حسن نورافکن 3
1 باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اردبیل، اردبیل، ایران
2 دانشگاه ازاد اسلامی واحد ساوه، ساوه، ایران
3 گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، واحد میانه، دانشگاه ازاد اسلامی، میانه، ایران
Abstract [Persian]

مقدمه و هدف: جنس اکیناسه که معمولا با نام سرخارگل بنفش شناخته می شود یک گیاه دارویی مهم است که قرن ها به طور معمول به عنوان درمان سرماخوردگی، سرفه، برونشیت، عفونت های تنفسی فوقانی و برخی التهابات مورد استفاده قرار میگیرد. این مطالعه به منظور بررسی اثر شش روش مختلف خشک کردن برای به دست آوردن بیشترین ماده موثره انجام شد.
روش تحقیق: برای تعیین تاثیر روش های خشک شدن بر میزان و کیفیت مواد موثره، نمونه ها در شش روش خشک کردن (خورشید، سایه، گلخانه و خشک کردن صنعتی در دمای 50 درجه سلسیوس، 60 درجه سانتی گراد و 80 درجه سانتی گراد) خشک شدند. مواد مؤثره نمونه ها با روش اولترا سونیک با امواج مافوق صوت استخراج گردیده و مقادیر مشتقات کافئیک اسید ، آلکامیدها (8 و 9) با استفاده از دستگاه کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا و مقدار ترکیبات فنل کل گیاه با دستگاه اسپکتروفتومتری اندازه گیری شدند. 
نتایج و بحث: نتایج نشان داد که نمونه های خشک شده در گلخانه با پوشش پلاستیکی دارای بیشترین مقادیر کلروژنیک اسید (3.180 میلیگرم بر گرم در ماده خشک)، اکیناکوزید ( 4.29 میلیگرم بر گرم در ماده خشک)، سیناریک اسید ( 1.55 میلیگرم بر گرم در ماده خشک) و محتوای فنل کل (363 میلیگرم بر گرم در ماده خشک) میباشند. همچنین نمونه های خشک شده در سایه دارای بالاترین مقادیر کافتاریک اسید (25.8 میلیگرم بر گرم در ماده خشک)، شیکوریک اسید (36.57 میلیگرم بر گرم در ماده خشک) و آلکامیدها (361.1 میکروگرم بر گرم در ماده خشک ) میباشند.
توصیه کاربردی: به طور کلی با توجه به نتایج این تحقیق میتوان اظهار نمود که خشک کردن با استفاده از گلخانه با پوشش پلاستیکی و خشک کردن در سایه برای بدست آوردن بالاترین مقدار ترکیبات مواد مؤثره در سرخارگل مناسب می باشد.

Keywords [Persian]

  • آلکامیدها
  • سرخارگل
  • کافتاریک اسید
  • خشک کردن
  • فنل کل
Chen, C.L., Zhang, S.C. and Sung, J.M. 2008.Biomass and caffeoyl phenols production of Echinacea purpurea grown in Taiwan. Experimental Agriculture, 44:497-507.

Chung, L.C., Shih, C.Z. and Jih, M.S. 2009. Caffeoyl phenols and alkamides of cultivated Echinacea purpurea and Echinacea atrorubens var. paradoxa. Pharmaceutical Biology, 47(9):835-840.

Coksari, G., Gulpinar, A., Kan, Y. and Kartal, M. 2011.Effects of different drying methods on caffeic acid derivatives content of Echinacea purpurea cultivated in Turkey. Planta Medica, 12: 77-78.

Crivelli, G., Nani, Rand Di Cesare, L.F. 2002. Influence of processing on the quality of dried herbs (basil – oregano). Atti VI Giornatescientifiche SOI, 2: 463-464.

Ghasemi Pirbalouti, A., Mahdad, E. and Craker, L. 2013. Effects of drying methods on qualitative and quantitative properties of essential oil of two basil landraces. Food Chemistry, 141(3): ‎‏2440-2449‏‎.

Ghasemi Pirbalouti, A., Oraie, M., Pouriamehr, M. and Solaymani Babadi, E. 2013. Effects of drying methods on qualitative and quantitative of the essential oil of Bakhtiari savory (Satureja bachtiarica Bunge.). Industrial crops and products, 46‏‎:‏‎324-327.

Hevia, F., Melin, P., Berti, M., Fischer, S. and Pinochet, C. 2002.Effect of drying temperature and air speed on cichoricasid and alkylamide content of Echinacea purpurea. Acta Horticulturae, 576:321-325.

Hu, C., and Kitts, D.D. 2000. Studies on the antioxidant of Echinacea root extract. Journal of Agricultural and Food chemistry, 48:1466-1472.

Letchamo, W., Polydeonny, L.V.,Gladisheva, N.O, Arnason, T.J., Livesey, J. and Awang, D.V.C. 2002. Factors Affecting Echinacea Quality. American Society for Horticultural Science, 514–521.

Lin, S.D., Sung, J.M. and Chen, C.L. 2011. Effects of drying and storage conditions on caffeic acid derivatives and total phenolics of Echinacea Purpurea grown in Taiwan. Food Chemistry, 125:226-231.

McKeown, K.A. 1999. A review of the taxonomy of the genus Echinacea. American Society for Horticultural Science, 482–489.

Percival, S.S. 2000. Use of Echinacea in medicine. Biochemical Pharmacology, 60: 155–158.

Perry, N.B., Klink, J.W.V., Burgess, E.J. and Parmenter, G.A. 1997. Alkamide levels in Echinacea purpurea: a rapid analytical method revealing differences among roots, rhizomes, stems, leaves and flowers. Planta Medica, 63(1): 58–62.

Santana, A.M., Pereira, G.S., Boaventura, C.M., Uetenabaro, A.T., Costa, L.C. and Oliveria, R.A. 2014. Rupture of glandular trichomes in Ocimumgratissimum leaves influences the content of essential oil during the drying method. RevistaBrasileria de Farmacognosia, 24: 524-530

Soysal, Y. and oztekin, S. 2001. Technical and aromatic economic performance of a tray dryer for medicinal and aromatic plants. Journal of Agricultural Engineering Research, 79(1):73-79.

Taga, M.S., Miller, E.E. and Pratt, D.E. 1984. Chia seeds as a source of natural lipid antioxidants. Journal of the American Oil Chemists' Society, 61:928-931.

Tanko, H., Carrier, D.J., Duan, L. and Clausen, E. 2005. Pre and post harvest processing of medicinal plants. Plant Genetic Resources, 3: 304-313.

Thygesen, L., Thulin, J., Mortensen, A., Skibsted, L.H. and Molgaard, P. 2007. Antioxidant activity of chicoric acid and alkamides from Echinacea purpurea, alone and in combination. Food Chemistry, 101: 74-81.

Wills, R.B.H. and Stuart, D.L. 1999. Alkylamides and cichoric acid levels in Echinacea purpurea grown in Australia. Food Chemistry, 67: 385–388.

Zolgharnein, J., Niazi, A., Afiunizadeh, S. and Zamani, K. 2010. Determination of cichoric acid as a biomarker in Echinacea purpurea cultivated in Iran using high performance liquid chromatography. Chinese Medical Journal, 1: 23-27.