ارزیابی فیتوشیمیایی سمیت سلولی، آنتی‌اکسیدانی و ضدباکتریایی اسانس گیاه دارویی Melissa officinalis L. در منطقه مریوان

محورهای موضوعی : گیاهان دارویی

مرتضی یزدانی ¹ , فرشته جوکار کاشی ² , زینب طلوعی ³ , اکرم رحیمی مقدم ⁴

1 - گروه فیتوشیمی، دانشکده شیمی، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران
2 - گروه بیوتکنولوژی، دانشکده شیمی، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران
3 - گروه بیوتکنولوژی، دانشکده شیمی، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران
4 - گروه بیوتکنولوژی، دانشکده شیمی، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران

تاریخ دریافت : 1397/09/26 تاریخ پذیرش : 1398/03/13 تاریخ انتشار : 1399/03/01

کلید واژه: اسانس, آنتی‌اکسیدان, فعالیت ضدمیکروبی, بادرنجبویه, سمیت سلولی,

چکیده مقاله :

با توجه به اثرات نامطلوب آنتی‌بیوتیک‌ها، آنتی‌اکسیدان‌ها و داروهای ضدسرطان مصنوعی بر سلامتی انسان و افزایش مقاومت پاتوژن‌ها نسبت به آنتی‌بیوتیک‌ها، لازم است منابع ایمن و جایگزین برای این ترکیب‌ها شناسایی شوند. بدین‌منظور برای اولین بار گیاه بادرنجبویه از شهرستان مریوان واقع در استان کردستان جمع‌آوری شد و فعالیت زیستی گیاه بررسی گردید. اندام‌های هوایی گیاه خودرو بادرنجبویه در مرحله گلدهی در تابستان سال 1395 ازمریوان در ارتفاع ۱۳۲۰ متری از سطح دریای آزاد برداشت و اسانس آن‌ها با امواج میکرویو و بدون استفاده از حلال استخراج شد. ترکیبات تشکیل‌دهنده اسانس‌ با دستگاه کروماتوگرافی گازی-طیف‌سنج جرمی شناسایی شدند. فعالیت آنتی‌اکسیدانی اسانس با روش بی‌رنگ شدن بتاکاروتن، سمیت سلولی آن‌ با آزمون کشندگی میگوی آب شور و فعالیت ضدمیکروبی آن ‌علیه انواعی از سویه‌های میکروبی استاندارد و بالینی با روش انتشار در آگار و تعیین کمترین غلظت مهارکننده رشد بررسی گردید. بازده استخراج اسانس بادرنجبویه 18/1 درصد و اجزای اصلی آن ژرانیول (39/30 درصد) و ژرانیال (19/26 درصد) بودند. بر اساس نتایج آزمون بی‌رنگ شدن بتاکاروتن، مهار اکسیداسیون لینولئیک اسید توسط اسانس بادرنجبویه و استاندارد بوتیل‌هیدروکسی‌تولوئن به‌ترتیب 48/72 و 48/96 درصد و براساس نتایج آزمون کشندگی میگوی آب شور، مقدار LC50 اسانس بادرنجبویه و داروی ضدسرطان وین‌کریستین‌سولفات به‌ترتیب 76/62 و 751/0 میکروگرم بر میلی لیتر به‌دست آمد. اسانس‌ بادرنجبویه فعالیت ضدمیکروبی خوبی علیه سویه‌های میکروبی بررسی شده به‌ویژه باکتری‌های گرم مثبت داشت. اسانس‌ بادرنجبویه دارای فعالیت آنتی‌اکسیدانی، ضدمیکروبی و ضدسرطانی خوبی است و می‌توان آن‌ را به‌عنوان جایگزینی برای آنتی‌اکسیدان‌ها، آنتی‌بیوتیک‌ها و مواد ضد سرطان مصنوعی معرفی نمود.

چکیده انگلیسی:

Considering the adverse effects of synthetic antioxidants, antibiotics, and anti-cancer drugs on human health and increasing the antibiotic resistance of pathogens, it is a necessity to find safe alternative sources for these compounds. For this purpose, Melissa officinalis L. was collected from Marivan, Kurdestan province, and its chemical compositions and bioactivities were determined. Aerial parts of self-sowing M. officinalis were harvested during the flowering stage at 1320 meters above the sea level in 2016 summer. Using solvent-free microwave extraction methodessential oil of M. Officinalis was obtained and their component was identified by gas chromatography/mass spectrometry. The antioxidant and cytotoxicity activity of the essential oil were determined via β–carotene bleaching assay and brine shrimp lethality test, respectively. The antibacterial activity of the essential oil was evaluated by agar well diffusion method and minimum inhibitory concentrationdetermination against various types of standard and clinical microbial strains.Extraction yield of the essential oil was 1.18%, and the main componentswere geraniol (30.39%) and geranial (26.19%).Based on the results of β–carotene bleaching assay, inhibition of linoleic acid oxidation by the essential oil and BHT were 72.48% and 96.48%, respectively.Using the brine shrimp lethality test, LC50 of theessential oil and vincristine sulfate were obtained 62.76 μg/ml and 0.751 μg/ml, respectively.Thus, this study revealed that essential oil of M. officinalis had good antimicrobial activity against testedmicroorganisms, especially Gram-positive bacteria.In addition, it showed significant antioxidant, antibacterial and anticancer activities, so it seems that essential oil of M. officinalis may have potential use as an alternative to synthetic antioxidants, antibiotics and anticancer drugs.

منابع و مأخذ:

1. Abdellatif, F., Boudjella, H., Zitouni, A. and Hassani, A. 2014. Chemical composition and antimicrobial activity of the essential oil from leaves of Algerian Melissa officinalis L. EXCLI Journal, 13: 772-781.


2. Adams, R.P. 2007. Identification of essential oil components by gas chromatography/quadruple mass spectroscopy. Allured Publishing Cropration, Carol Stream IL, 804 p.


3. Adinee, J., Piri, K. and Karami, O. 2009. Essential oil composition of lemon balm (Melissa officinalis L.) Leaves grown in Hamadan province, Iran. Medicinal and aromatic plant science and biotechnology, 3: 58-60.


4. Akhondzadeh-Basti, A., Aminzare, M., Razavi-Rohani, S.M., Khanjari, A., Noori, N., Jebelli Javan, A., Taheri Mirghaed, A., Raeisi, M., Naghili, H. and Mohammadkhan, F. 2014.  The combined effect of lysozyme and Zataria Multiflora essential oil on Vibrio parahaemolyticus. Journal of Medicinal Plants, 2: 27-34. [Full Text in Persian]


5. Arzhang, M., Dakhili, M. and Farahani, F. 2015. Investigation of chemical compounds and anti-microbial activity of essential oil of Melissa officinalis L. Qom University of Medical Sciences Journal, 9: 7-13. (In Persian)


6. Bagdat, R.B. 2006. The essential oil of lemon balm (Melissa officinalis L.), its components and using fields. Journal of the Faculty of Agriculture, 21: 116-121.


7. Baser, K.H.C. and Buchbauer, G. 2016. Handbook of Essential Oils: Science, Technology, and Applications. CRC Press, United States, 1128 p.


8. Beloued, A. 2009. Plantes médicinales d’Algérie. Office des Publications Universitaires, Alger, 277 p.


9. Burke, Y.D., Stark, M.J., Roach, S.L., Sen, S.E. and Crowell, P.L. 1997. Inhibition of pancreatic cancer growth by the dietary isoprenoids farnesol and geraniol. Lipids, 32: 151-156.


10. Burt, S. 2004. Essential oils: Their antibacterial properties and potential applications in foods: A review. International Journal of Food Microbiology, 94: 223-253.


11. Carnesecchi, S., Schneider, Y., Ceraline, J., Duranton, B., Gosse, F., Seiler, N., Raul, F. 2001. Geraniol, a component of plant essential oils, inhibits growth and polyamine biosynthesis in human colon cancer cells. Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics, 298: 197-200.


12. CLSI. Clinical and Laboratory Standard Institute. 2012. Performance standards for antimicrobial disk susceptibility testing: Approved standard: National Committee for Clinical Laboratory Standards, 29: 1-76.


13. De Sousa, A.C., Alviano, D.S., Blank, A.F., Alves, P.B., Alviano, C.S. and Gattass, C.R. 2004. Melissa officinalis L. essential oil: antitumoral and antioxidant activities. Journaal of pharmacy and pharmacology, 56: 677-681.


14. Ebrahimi Hariry, R. 2011. Anticonvulsant effects of hydroalcoholic extract of Melissa officinalis on pentylenetetrazole (PTZ) model of convulsion in mice. Journal of medicinal plant research, 5: 3803-3809.


15. Ehsani, A., Alizadeh, O., Hashemi, M., Afshari, A. and Aminzare, M. 2017. Phytochemical, antioxidant and antibacterial properties of Melissa officinalis and Dracocephalum moldavica essential oils. Veterinary Research Forum, 8: 223-229.


16. Emamghoreishi, M. and Talebianpour, M.S. 2009. Antidepressant effect of Melissa officinalis in the forced swimming test. Daru Journal of Faculty of Pharmacy, 17: 42-47.


17. Gul, H.I., Ojanen, T. and Hänninen, O. 2002. Antifungal evaluation of bis Mannich bases derived from acetophenones and their corresponding piperidinols and stability studies. Biological and Pharmaceutical Bulletin, 25: 1307-1310.


18. Hashemi, M., Ehsani, A., Jazani, N.H., Aliakbarlu, J. and Mahmoudi, R. 2013. Chemical composition and in vitro antibacterial activity of essential oil and methanol extract of Echinophora platyloba DC against some of food-borne pathogenic bacteria. Veterinary Research Forum, 4: 123-127.


19. Ismail, M., Mariod, A., Bagalkotkar, G. and Ling, H.S. 2010. Fatty acid composition and antioxidant activity of oils from two cultivars of Cantaloupe extracted by supercritical fluid extraction. Grasas y Aceites, 61: 37-44.


20. Jafari, N.K. and Mohamadi Sani, A. 2016. Chemical composition and antibacterial activity of essential oil from Melissa officinalis leaves. ARPN Journal of Agricultural and Biological Science, 11: 367-372.


21. Jalal, Z., Atki, Y.E., Lyoussi, B. and Abdellaoui, A. 2015. Phytochemistry of the essential oil of Melissa officinalis L. growing wild in Morocco: Preventive approach against nosocomial infections. Asian Pacific Journal of Tropical Biomedicine, 5: 458-461.


22. Kumaran, A. and Joel Karunakaran, R. 2006. Antioxidant and free radical scavenging activity of an aqueous extract of Coleus aromaticus. Food Chemistry, 97: 109-114.


23. Miller, H.E. 1971. A simplified method for evaluation of antioxidant. Journal of the American Oil Chemists Society, 48: 91.


24. Mimica-Dukic, N., Bozin, B., Sokovic, M. and Simin, N. 2004. Antimicrobial and antioxidant activities of Melissa officinalis L. (Lamiaceae) essential oil. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 52: 2485-2489.


25. Miraj, S., Rafieian-Kopaei, and Kiani, S. 2017. Melissa officinalis L: A review study with an antioxidant prospective. Journal of Evidence - Based Complementary and Alternative Medicine, 22: 385-394.


26. Moosavy, M.H., Akhondzadeh Basti, A, Misaghi, A., Zahraei Salehi, T., Abbasifar, R., Ebrahimzadeh Mousavi, H.A., Alipour, M., Emami Razavi, N., Gandomi, H. and Noori, N. 2008. Effect of Zataria multiflora Boiss. essential oil and nisin on Salmonella typhimurium and Staphylococcus aureus in a food model system and on the bacteria cell membranes. Food Research International, 41: 1050-1057.


27. Moradi, M., Hassani, A., Ehsani, A., Hashemi, M., Raeisi, M. and Naghibi, S.S. 2014. Phytochemical and antibacterial properties of Origanum vulgare ssp. gracile growing wild in Kurdistan province of Iran. Journal of Food Quality and Hazards Control, 1: 120-124.


28. Pino, J.A., Rosado, A. and Fuentes, V. 1999. Composition of the essential oil Melissa officinalis L. From Cuba. Journal of Essential Oil Research, 11: 363-364.


29. Shojaii, A. and Abdollahi-Fard, M. 2012. Review of pharmacological properties and chemical constituents of Pimpinella anisum. International Scholarly Research Network: Pharmaceutics, 2012: 510795.


30. Venskutionis, P.R., Dapkevicius, A. and Baranuauskiene, M. 1995. Flavour composition of some lemon-like aroma herbs from Lithuania. Developments in Food Science, 37: 833-847.


31. Yosofi, M., Hojjati, M.R., Moshtaghi, E., Rahimiyan, R., Dawodiyan-Dehkordi, A. and Rafieian Kopaei, M. 2011. The effect of hydro-alcoholic extract of Melissa officinalis on learning and spatial memory in Balb/c mice. Journal of Shahrekord University of Medical Sciences, 13: 51-59. [Full Text in Persian]


32. Yu, S.G., Hildebrandt, L.A. and Elson, C.E. 1995. Geraniol, an inhibitor of mevalonate biosynthesis, suppresses the growth of hepatomas and melanomas transplanted to rats and mice. The Journal of Nutrition, 125: 2763-2767.