© Borgis - Postępy Fitoterapii 2/2013, s. 90-96
*Michalina Adaszyńska1, Maria Swarcewicz1, Agata Markowska-Szczupak2
Porównanie składu chemicznego i aktywności przeciwdrobnoustrojowej olejku eterycznego otrzymanego z różnych krajowych odmian lawendy wąskolistnej (Lavandula angustifolia L.)
Comparison of chemical composition and antimicrobial activity of Lavender varieties from Poland
1Zakład Syntezy Organicznej i Technologii Leków, Zachodniopomorski Uniwersytet Techniczny w Szczecinie
Kierownik Zakładu: dr inż. Halina Kwiecień, prof. ZUT
2Zakład Biotechnologii, Zachodniopomorski Uniwersytet Techniczny w Szczecinie
Kierownik Zakładu: prof. dr hab. inż. Maria Tomaszewska
Summary
The aim of the study was comparing the chemical composition of the essential oils from five varieties of lavender (Lavandula angustifolia L.), and its biological activity against three pathogenic bacteria, Staphyloccocus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli and fungal strains: Aspergillus niger, Trichophyton rubrum, Candida albicans and Penicillium chrysogenum. In the comparison we included the following varieties: ‘Munstead’, ‘Munstead Strain’, ‘Lavender Lady’, ‘Ellegance Purple’, and ‘Blue River’.
The chemical composition of lavender oils was determined by means of GC/MS. Selected varieties of lavender (Lavandula angustifolia) are characterized by exactly the same main compounds and only the percentage varied.
The primary components of the analyzed essential oils were: linalool (15.8-23.9%), linalyl anthranilate (1.6-12.3%), terpinen-4-ol (5.5-9.7%), α-terpineol (4.0-7.9%), linalool oxide (1.1-4.7%). Moreover, we observed a difference in some compounds, existing in low concentrations, that may influence the biological properties. From the essential oils that were tested, the ‘Blue River’ and ‘Munstead’ varieties have the greatest antibacterial and antifungal activity.
Wstęp
Naturalne produkty roślinne używane są od dawnych czasów do leczenia wielu chorób, do poprawy funkcji organizmu oraz w celach profilaktycznych. Walory lawendy są cenione od dawna. Lawenda to jedna z najbardziej popularnych roślin na świecie. Rodzaj Lavandula obejmuje 32 gatunki sklasyfikowane w sześciu sekcjach (1, 2). Istotny wpływ na właściwości lecznicze lawendy ma olejek eteryczny.
Olejek lawendowy zawiera szeroką gamę związków terpenoidowych. Spośród wszystkich gatunków lawendy najcenniejsza dla fitoterapii, mimo najbardziej zmiennego składu, jest lawenda wąskolistna (Lavandula angustifolia). Z piśmiennictwa wynika, że głównymi składnikami olejku z lawendy wąskolistnej są: octan linalolu, linalol, ocymeny, lawandulol, octan lawandulolu i β-linalol. Istnieje zależność między głównymi jej składnikami, takimi jak octan linalolu i ocymeny. Duży udział octanu linalolu związany jest z małą zawartością ocymenów i odwrotnie (1-6).
Olejek eteryczny w lawendzie znajduje się w kulistych gruczołach tworzących kutner pokrywający prawie całą roślinę. Największe jego ilości znajdują się w kwiatach, stąd są one głównym surowcem do produkcji olejku. Lawenda oraz jej olejek eteryczny są obecnie bardzo cennym surowcem stosowanym w fito- i aromaterapii (1, 2, 7, 8). Ich popularność nie wynika jedynie z walorów zapachowych, ale przede wszystkim z właściwości leczniczych i szerokiej aktywności biologicznej. W szeregu publikacjach lawenda i jej zastosowanie wciąż budzą zainteresowanie badaczy, czego wynikiem są nowe możliwości wykorzystania lawendy, m.in. jako czynnika przeciwutleniającego, przeciwzapalnego, a także spełniającego funkcję naturalnego środka konserwującego (9-14). Olejek lawendowy jest stosowany w niektórych chorobach skóry, takich jak trądzik, czy łuszczyca (1, 15-17). Należy zwrócić większą uwagę na pozyskiwanie olejku lawendowego (Lavandula angustifolia) z odpowiednich odmian, gdyż mimo tych samych związków głównych, różnią się one znacznie aktywnością biologiczną.
Wyniki wielu badań wskazują na przeciwdrobnoustrojowe działanie olejku lawendowego (1, 3, 12, 13, 18-29). Wykazano aktywność wobec różnych bakterii (1, 3, 12, 13, 18-24). Udowodniono też działanie na niektóre grzyby drożdżopodobne i pleśniowe (1, 25-29) oraz repelentne przeciw niektórym insektom (30, 31).
Z roku na rok oporność na antybiotyki stanowi coraz większy problem, zarówno z leczniczego, jak i ekonomicznego względu, a wynika z nadużywania wielu leków przeciwdrobnoustrojowych. W celu przezwyciężenia problemu, podejmowane są próby poszukiwania naturalnych substancji o działaniu biologicznym, ze szczególnym uwzględnieniem ich aktywności przeciwbakteryjnej. Przy zwalczaniu lekoopornych bakterii skuteczną alternatywą dla antybiotyków mogą być olejki eteryczne (32-34). Wiele znanych olejków eterycznych i ekstraktów roślinnych wykazuje właściwości przeciwdrobnoustrojowe. Ze względu na coraz większą popularność naturalnych produktów leczniczych, wykorzystywanych w farmacji, aromaterapii i kosmetyce, istnieje zapotrzebowanie na dokładne badania właściwości roślin i ich metabolitów wtórnych. Olejki z różnych odmian lawendy wąskolistnej mogą należeć do substancji, które pełniłyby wspomagającą rolę w terapiach przeciwbakteryjnych z użyciem naturalnych leków roślinnych. W piśmiennictwie nie ma danych dotyczących aktywności biologicznej olejków eterycznych otrzymanych z różnych odmian lawendy wąskolistnej.
Cel pracy
Celem niniejszej pracy była analiza składu chemicznego i aktywności przeciwdrobnoustrojowej olejków eterycznych wyizolowanych z krajowych odmian lawendy wąskolistnej (Lavandula angustifolia).
Materiał i metody
Materiał do badań stanowiły kwiaty różnych odmian lawendy wąskolistnej (Lavandula angustifolia L.): ‘Munstead’, ‘Munstaed Strain’, ‘Blue River’, ‘Ellegance Purple’ i ‘Lavender Lady’. Rośliny pochodziły z uprawy doświadczalnej Katedry Ogrodnictwa Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego w Szczecinie ze zbioru w lipcu 2010 i 2011 roku. Materiał roślinny w ilości 20 g poddano trzygodzinnej hydrodestylacji w aparacie Derynga, zgodnie z Farmakopeą Europejską. Materiał roślinny zalano wodą destylowaną i ogrzewano w temperaturze wrzenia wody. Po zakończeniu ogrzewania pozostawiono całość do ochłodzenia, a następnie odizolowany w skraplaczu destylat suszono za pomocą bezwodnego siarczanu sodu. Otrzymany w ten sposób olejek eteryczny był analizowany za pomocą GC/MS. Skład jakościowy i ilościowy poszczególnych składników olejku eterycznego wyznaczano metodą GC/MS przy użyciu aparatu firmy Agilent model 6890 z kolumną chromatograficzną HP-5MS o długości 30 m, średnicy 0,25 mm. Grubość filmu fazy stacjonarnej wynosiła 0,25 μm, a stosowanym gazem nośnym był hel. Temperatura dozownika wynosiła 250°C. Stosowano gradient temperatury (60°C przez 3 min, następnie przyrost o 10°C/min do 300°C). Analizę jakościową prowadzono na podstawie widm MS, porównując je z widmami z biblioteki NIST. Tożsamość związków potwierdzano indeksami retencji z danych piśmiennictwa. Skład ilościowy określano przyjmując, że suma poszczególnych związków wynosi 100%.
Wstępną ocenę aktywności przeciwbakteryjnej określano in vitro metodą krążkowo-dyfuzyjną, którą wykonano w trzech powtórzeniach dla następujących bakterii oraz grzybów: Staphyloccocus aureus (szczep referencyjny PCM 20/ATCC 25923), Staphyloccocus aureus (szczep wyizolowany ze skóry MRSA/ORSA), Pseudomonas aeruginosa (szczep wyizolowany ze skóry; identyfikowany PCR), Escherichia coli (szczep referencyjny ATCC 2592), Candida albicans, Trichophyton rubrum (szczepy wyizolowane ze zmian chorobowych), Penicillium chrysogenum, Aspergillus niger (szczepy wyizolowane z powietrza siłowni). Do określenia wrażliwości badanych szczepów drobnoustrojów użyto następujących antybiotyków: gentamycyna, amoksycylina z kwasem klawulanowym, ciprofloksacyna i flukonazol. Badania aktywności przeciwdrobnoustrojowej były wykonywane w laboratorium „LABO-WET” w Szczecinie, oraz w Zakładzie Biotechnologii, Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego. 18-godzinne hodowle poszczególnych szczepów bakterii i grzybów w płynnym podłożu (ZWP), rozcieńczano fizjologicznym roztworem NaCl do gęstości 0,5 w skali McFarlanda. Tak uzyskaną zawiesinę nanoszono równomiernie na całej powierzchni płytki z podłożem stałym Mueller-Hintona II (Oxoid) przy użyciu jałowych pałeczek do wymazów. Krążki bibułowe (o średnicy 6 mm) nasączano 10 μl olejku eterycznego (czas nasączania 1-2 min) i niezwłocznie nanoszono symetrycznie na inokulowaną płytkę (7 krążków/na płytce). Płytki inkubowano przez 24 h w temperaturze 37°C (bakterie) oraz przez 4-5 dni (grzyby pleśniowe) i 8 dni (grzyby drożdżoidalne) w temperaturze 25°C, po czym następował odczyt. Mierzono strefy zahamowania wzrostu (jako średnicę podaną w mm).
Wyniki
Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
- Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
- Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
- Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.
Opcja #1
29 zł
Wybieram
- dostęp do tego artykułu
- dostęp na 7 dni
uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony
Opcja #2
69 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 30 dni
- najpopularniejsza opcja
Opcja #3
129 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 90 dni
- oszczędzasz 78 zł
Piśmiennictwo
1. Cavanagh MMA, Wilkinson JM. Biological activity of Lavender essential oil. Phytother Res 2002; 16:301-8. 2. Lis-Balchin M. Lavender. The genus Lavandula. Taylor & Francis, London, 2002. 3. De Martino L, De Feo V, Nazzaro F. Chemical composition and in vitro antimicrobial and mutagenic activities of seven Lamiaceae essential oils. Molecules 2009; 14:4213-30. 4. Serban ES, Ionescu M, Matinca D i wsp. Screening of the antibacterial and antifungal activity of eight volatile essential oils. Farmacia 2011; 3:440-6. 5. Soković M, Griensvbeni JLD. Antimicrobial activity of essential oils and their components against the three major pathogens of the cultivated button mushroom, Agaricus bisporus. Eur J Plant Pathol 2006; 116:211-24. 6. Verma RS, Rahman LU, Chantotiya CS i wsp. Essential oil composition of Lavandula angustifolia Mill. cultivated in the mid hills of Uttarakhand, India. J Serb Chem Soc 2010; 75:343-8. 7. Issa A, Mohammad M, Hudaib M i wsp. A potencial role of Lavandula angustifolia in the management of diabetic dyslipidemia. J Med Plant Res 2011; 5:3876-82. 8. Wan-Ki Lin P, Wai-Chi C, Faung-Leung B i wsp. Efficacy of aromatherapy (Lavandula angustofolia) as an intervention for agitated in Chinese older persons with dementia: a cross-over randomized trial. Inter J Ger Psych 2007; 22:405-10. 9. Banthorpe DV, Bates MJ, Ireland MJ. Stimulation of accumulation of terpenoids by cell suspensions of Lavandula angustifolia following pre-treatment of parent cells. Phytochem 1995; 40:83-7. 10. Ghelardini C, Galeotti N, Salvatore G i wsp. Local anaesthetic activity of the essential oil of Lavandula angustifolia. Planta Med 1999; 65:700-3. 11. Matos F. Antioxidant capacity of the essential oils from Lavandula luisieri, L. stoechas subsp. Lusitanica, L. stoechas subsp. Lusitanica x L. luisieri and L. viridis grown in Algarve (Portugal). J Essent Oil Res 2009; 21:327-36. 12. Hui L, He L, Huxan L i wsp. Chemical composition of lavender essential oil and its antioxidant activity and inhibition against rhinitis-related bacteria. Afr J Microbiol Res 2010; 4:309-13. 13. Chao S, Young G, Oberg C i wsp. Inhibition of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) by essential oils. Flav Fragr J 2008; 23:444-9. 14. Kunicka-Styczyńska A, Sikora M, Kalemba D. Antimicrobial activity of lavender, tea tree and lemon oils in cosmetic preservative systems. J Appl Microbiol 2009; 107:1903-11. 15. Jędrzejko K, Kowalczyk B, Bacler B. Rośliny kosmetyczne. Wyd Śląskiej AM, Katowice 2007. 16. Draelos ZD (red. A Ignaciuk). Dermatologia kosmetyczna. Kosmeceutyki. Elsevier Urban & Partner, Wrocław 2011. 17. Koschwała C, Gwardys A, Lamer-Zalawska E. Rośliny w kosmetyce i kosmetologii przeciwstarzeniowej. Wyd Lek PZWL, Warszawa 2011. 18. Sienkiewicz M, Denys P, Kowalczyk E. Antibacterial and immunostimulatory effect of essential oils. Int Rev Allergol Clin Immunol 2011; 17:40-4. 19. Soković M, Glamočlija J, Marin PD i wsp. Antibacterial effects of the essential oils of commonly consumed medicinal herbs using an in vitro model. Molecules 2010; 15:7532-46. 20. Imelouane B, Elbachiri A, Ankit M i wsp. Physico-chemical compositions and antimicrobial activity of essential oil of Eastern Moroccan Lavandula dentata. Int J Agric Biol 2009; 11:113-8. 21. Dorman HJD, Deans SG. Antimicrobial agents from plants: Antibacterial activity of plant volatile oils. J Appl Microbiol 2000; 88:308-16. 22. Dorman HJD. Phytochemistry and bioactive properties of plant volatile oils: Antibacterial, antifungal and antioxidant activities. PhD thesis. Strathclyde Inst Biomed Sci, University of Strathclyde, Glasgow 1999. 23. Bakkali F, Averbeck S, Averbeck D i wsp. Biological effects of essential oils – a review. Food Chem Toxicol 2008; 46:446-75. 24. Romeo VF, De Luca S, Piscopo A i wsp. Antimicrobial effekt of some essential oils. J Essent Oil Res 2008; 20:373-9. 25. D’Auria FD, Tecca M, Strippoli V i wsp. Antifungal activity of Lavandula angustifolia essential oil against Candida albicans yeast and mycelia form. Med Mycol 2005; 43:391-6. 26. González-Coloma A, Martín-Benito D, Mohamed N i wsp. Antifeedant effects and chemical composition of essential oils from different populations of Lavandula luisieri L. Biochem Syst Ecol 2006; 34:609-16. 27. Zuzarte M, Gonçalves MJ, Cavaleiro C i wsp. Chemical composition and antifungal activity of the essential oils of Lavandula pedunculata (Miller) Cav. Chem Biodivers 2009; 6:1283-92. 28. Pattnaik S, Subramanyam VR, Bapaji M i wsp. Antibacterial and antifungal activity of aromatic constituents of essential oils. Microbios 1997; 89:39-46. 29. Angioni A, Barra A, Coroneo V i wsp. Chemical composition, seasonal variability, and antifungal activity of Lavandula stoechas L. ssp. stoechas essential oils from stem/leaves and flowers. J Agric Food Chem 2006; 54:4364-70. 30. Nerio LS, Olivero-Vorbel J, Stashenko E. Repellent activity of essentail oils: a reviev. Bioresource Technol 2010; 101:372-8. 31. Yosufoglu A, Celik H, Kirbalsar FG. Utilization of Lavandula angustifolia Miller as natural repellents, pharmaceutical and industrial auxiliaries. J Serb Chem Soc 2004; 69:1-7. 32. Shafaghat A, Salimi F, Amani-Hooshyar V. Phytochemical and antimicrobial activities of Lavandula officinalis leaves and stems against some pathogenic microorganisms. J Med Plant Res 2012; 6:455-60. 33. Roller S, Ernest N, Buckle J. The antimicrobial activity of high-necrodane and other lavender oils on methicillin-sensitive and -resistant Staphylococcus aureus (MSSA and MRSA). J Altern Complement Med 2009; 15:275-9. 34. Ghardi TA, Mousavi SL, Sharafi SM i wsp. Antimicrobial, antioxidant, hematologic and cytotoxic properties of Lavandula angustifolia essential oil. Modares J Med Sci 2010; 12:54-8. 35. Boelens MH. Chemical and sensory evaluation of Lavandula oils. Perf Flav 1995; 20:23-51. 36. Cong Y, Abulizi P, Zhi L i wsp. Chemical composition of the essential oil from Lavandula angustifolia from Xinjiang, China. Chem Nat Comp 2008; 44:810-5. 37. Exner M. Divergent opinions on surface disinfection: myths or prevention? A review of the literature. GMS Krankenhaushygiene Interdisziplinär 2007; 2:1-7. 38. Horváth G, Jámbor N, Végh A i wsp. Antimicrobial activity of essential oils: the possibilities of TLC-bioautography. Flav Fragr 2010; 25:178-82. 39. Bergkvist TP. Antimicrobial activity of four volatile essential oils. Master Thesis in Pharmacy. Göteborg 2007. 40. Babushok VI, Linstrom PJ, Zenkevic IG. Retention indices for frequently reported compounds of plant essential oils. J Phys Chem Ref Data 2011; 40(4):431011-46. 41. Adams RP. Identification of essential oil components by Gas Chromatography/Mass Spectrometry. 4th Ed. Allured Publishing, Carol Stream 2007.
