شناسايي تركيبات سازنده اسانس گياه مرزه تابستاني (Satureja hortensis L.) و تعيين خواص آنتي اكسيداني و ضدميكروبي آن

Identification of chemical composition, antioxidant and antimicrobial activities of summer savory (Satureja hortensis L.) essential oil

زمينه و هدف: ﻣﺮزه تابستاني (Satureja hortensis L.) گياهي ﻣﻌﻄﺮ از ﺧﺎﻧﻮاده ﻧﻌﻨﺎعيان است ﮐﻪ اﺳﺎﻧﺲ آن­ ﺑﻪ ﻓﺮاواﻧﯽ در صنايع غذايي و دارويي استفاده مي­شود. براي اسانس مرزه اثرات آنتي­اكسيداني، ضد التهابي و ضد درد معرفي شده است. هدف اصلي تحقيق حاضر شناسايي اجزاي اسانس سرشاخه­هاي گلدار مرزه تابستاني و بررسي خاصيت آنتي­اكسيداني و ضدميكروبي آن روي تعدادي از ميكروارگانيسم­ها شامل باكتري­هاي گرم منفي، گرم مثبت، قارچ­هاي رشته­اي و مخمر بود. روش كار: در اين مطالعه تجربي، استخراج اسانس از سرشاخه­هاي گلدار مرزه تابستاني رشد يافته در مزرعه آموزشي-پژوهشي دانشگاه بوعلي سينا با استفاده از كلونجر به روش تقطير با آب انجام شد. جداسازي و شناسايي تركيب­هاي متشكله اسانس با استفاده از دستگاه­هاي كروماتوگرافي گازي و گاز كروماتوگراف متصل شده به طيف­سنج جرمي صورت گرفت. ﻓﻌﺎﻟﯿﺖ آنتي­اكسيداني اين اسانس ﺑﺎ آزﻣﻮن ﻣﻬﺎر راديﮑﺎلﻫﺎي آزاد دي ﻓﻨﯿﻞ ﭘﯿﮑﺮيﻞ ﻫﯿﺪرازيﻞ ﻣﻮرد ﺑﺮرﺳﯽ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺖ و ﺑﺎ آﻧﺘﯽاﮐﺴﯿﺪان ﺳﻨﺘﺰي ﺑﻮﺗﯿﻞ ﻫﯿﺪروﮐﺴﯽ ﺗﻮﻟﻮﺋﻦ (BHT) مقايسه شد. خواص ضدميكروبي اين اسانس نيز به روش انتشار در آگار (ديسك ديفيوژن) و رقيق سازي در چاهك (ميكروبراث دايلوشن) بررسي شد. يافته­ ها: مهم­ترين تركيبات موجود در اسانس مرزه تابستاني كارواكرول (10/42%­)، تيمول (74/19%) و پارا-سيمن (19/8%) بودند. ميزان IC50 اسانس اين گياه 15/0±63/10 ميكروگرم بر ميلي­ليتر تعيين شد، در حالي كه اين پارامتر براي BHT 09/0±45/9 ميكروگرم بر ميلي­ليتر بود. زي­سنجي اسانس مرزه تابستاني نشان داد كه اين گياه داراي اثر ضد ميكروبي قابل توجهي مي­باشد و اثر ضد قارچي آن به مراتب قوي­تر از اثر ضدباكتريايي آن بود. متوسط قطر هاله عدم رشد در روش انتشار در آگار براي باكتري­هاي گرم مثبت در غلظت 15 ميكروليتر 57/0±05/31 ميلي­متر، باكتري­هاي گرم منفي 40/0±68/21 ميلي­متر و براي مخمر و قارچ­ها 33/0±76/42 ميلي­متر حاصل شد. حداقل غلظت مهاركنندگي و حداقل غلظت كشندگي اسانس مرزه تابستاني براي كليه ميكروارگانيسم­ها در محدوده 5/0 تا 16 ميكروليتر بر ميلي­ليتر بود. نتيجه­ گيري: بر اساس يافته­هاي اين تحقيق اثر ضدميكروبي اسانس مرزه تابستاني بر مخمر و قارچ­ها، باكتري­هاي گرم مثبت (استافيلوكوكوس اورئوس و استافيلوكوكوس اپيدرمايديس) و باكتري­هاي گرم منفي (شيگلا فلكسنري، سراشيا مارسنس، اشرشياكلي و كلبسيلا پنومونيه) در مقايسه با آنتي­بيوتيك­هاي آمفوتريسين B، وانكومايسين و جنتامايسين بيشتر بود. به اين ترتيب اسانس مرزه تابستاني به عنوان يك عامل ضدميكروب طبيعي و جديد قابل توجه مي­باشد و مي­توان انتظار داشت با انجام پژوهش­هاي بيشتر، از آن براي استفاده در صنايع داروسازي و غذايي بهره برد.

Background: Summer savory (Satureja hortensis L.) is an aromatic plant, belonging to Lamiaceae family. The essential oil of this plant is used in medicinal and food industries. The essential oil of summer savory has antioxidant, anti-inflammatory and analgesic properties. The main objective of this study was to identify the chemical composition of aerial parts and evaluate the antioxidant and antimicrobial activities of summer savory essential oil against a few microorganisms including gram positive, gram negative bacteria, filamentous fungi and yeast. Methods: In this experimental study, shoot essential oil was extracted by hydro-distillation technique using clevenger apparatus. The oil was analyzed by capillary GC and GC/MS. Antioxidant activity of essential oil was assessed by diphenyl picrylhydrazyl radical-scavenging activity and compared with synthetic antioxidant Butylated Hydroxyl Toluene (BHT). Antimicrobial properties of the plant essential oil were determined using micro broth dilution and well disk diffusion methods. Results: The major components of essential oil were carvacrol (42.10%), thymol (19.74%) and Pcymene (8.19%), respectively. The half maximal inhibitory concentration (IC50) of summer savory essential oil was 10.63±0.15 μg/ml, while this parameter for BHT 9.45±0.09 μg/ml. Bioassay of essential oil showed that summer savory had strong antimicrobial effects. So that, aerial part essential oil showed the best antifungal activity and this effect is more than the antibacterial activity. The mean diameter of inhibitory growth zone in well disk diffusion method at 15 μl concentration was equal to 31.05±0.57 mm in the case of gram positive bacteria, 21.68±0.40 mm for gram negative ones and 42.76±0.33 mm in the case of filamentous fungi and yeast. The Minimum Inhibitory Concentration (MIC) and Minimum Bactericidal Concentration (MBC) of summer savory essential oil ranged from 0.5 to 16 μl/ml in the case of all microorganisms. Conclusion: It can be stated that summer savory essential oil on all of yeast and filamentous fungi, gram positive bacteria (Staphylococcus aureus and Staphylococcus epidermidis) and gram negative bacteria (Shigella flexneri, Serratia marcescens, Escherichia coli and Klebsiella pneumonia) showed more antimicrobial activity than amphotericin B, vancomycin and gentamicin, respectively. Although more research is needed in this field, summer savory essential oil can be used as a new antimicrobial agent in the pharmaceutical and food industries.