Απομόνωση, χαρακτηρισμός συστατικών αρωματικών και φαρμακευτικών φυτών της μεσογειακής χλωρίδας

Ο σκοπός της παρούσας διατριβής ήταν η μελέτη υδατικών και οργανικών εκχυλισμάτων από αρωματικά και φαρμακευτικά φυτά της μεσογειακής χλωρίδας. Ο στόχος ήταν η ταυτοποίηση των κύριων συστατικών τους και η αξιολόγηση της εν δυνάμει βιολογική τους δράσης.Μελετήθηκαν τα φυτά: δεντρολίβανο (Rosmarinus officinalis L.), δίκταμο (Origanum dictamnus L.), κρόκος Κοζάνης (Crocus sativus L.), μελισσόχορτο (Melissa officinalis L.), φασκόμηλο (Salvia officinalis L.) και χαμομήλι (Matricaria recutita L.). Η παραλαβή των υδατικών εκχυλισμάτων προσομοιάστηκε με τη συνήθη χρήση αυτών σε μορφή αφεψήματος (2 g σε 1 κούπα τσαγιού-200mL νερού θερμοκρασίας 85 oC), ενώ επιπλέον μελετήθηκε και η εκχύλιση με νερό σε θερμοκρασία περιβάλλοντος με ή χωρίς τη βοήθεια λουτρό υπερήχων. Στη συνέχεια, έγινε εκχύλιση των παραπάνω εκχυλισμάτων με οργανικό διαλύτη προκειμένου να παραλάβουμε τα συστατικά εκείνα που προσδίδουν το άρωμα των αφεψημάτων και των υδατικών εκχυλισμάτων.Στα παραπάνω εκχυλίσματα προσδιορίστηκε το ολικό φαινολικό τους περιεχόμενο με τη μέθοδο Folin-Ciocalteu, ενώ η εκτίμηση της αντιοξειδωτική δράσης έγινε με τις μεθόδους ABTS και DPPH. Η αντιβακτηριακή δράση αυτών εκτιμήθηκε με τη μέθοδο διάχυσης υπερκειμένου σε άγαρ (Well diffusion assay-WDA) έναντι 19 θετικών κατά Gram και 5 αρνητικών κατά Gram βακτηρίων. Ακολούθως, η οργανική φάση αναλύθηκε με αέρια χρωματογραφία συνδυασμένη με φασματομετρία μαζών (GC/MS), ενώ έγινε ποιοτικός και ποσοτικός προσδιορισμός των φαινολικών συστατικών των αφεψημάτων με υγρή χρωματογραφία συνδυασμένη με φασματομετρία μαζών (LC/ MS) και ανιχνευτή φωτοδιόδων (DAD).Τα αποτελέσματα αναδεικνύουν ότι τα παραπάνω εκχυλίσματα είναι πλούσια σε φαινολικά συστατικά με τις τιμές να κυμαίνονται μεταξύ 8,1 και 195,2 mg καφεϊκού οξέος/200 mL. Παρουσίασαν ισχυρή αντιοξειδωτική δράση και με τις δυο μεθόδους, η οποία είχε θετική γραμμική συσχέτιση με το ολικό φαινολικό περιεχόμενο (rFOLIN-ABTS=0.979; rFOLIN-DPPH=0.971, p<0.01). Το μελισσόχορτο ήταν αυτό που παρουσίασε τη μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε φαινολικά συστατικά (195.2 mg καφεϊκού οξέος/200mL) και την αντιοξειδωτική ικανότητα (1321,7 μmol Trolox/mL για ABTS and 1206,3 μmol Trolox/mL για DPPH) σε σχέση με τα άλλα φυτά και με όλους τους τρόπους παραλαβής. Η εκχύλιση με ζεστό νερό υπερείχε τόσο έναντι της εκχύλισης με νερό σε θερμοκρασία περιβάλλοντος, όσο και όταν η τελευταία υποβοηθήθηκε με υπερήχους. Μόνο τα υδατικά εκχυλίσματα του μελισσόχορτου παρουσίασαν, και με τους τρεις τρόπους παρασκευής, αντιμικροβιακή δράση έναντι του στελέχους Clostridium sporogenes LMG 8421T, ενώ δεν παρατηρήθηκε καμία παρεμπόδιση στην ανάπτυξη του στελέχους Clostridium sporogenes LMG 14743.Επειδή, η αντιοξειδωτική δράση των αφεψημάτων έχει συσχετιστεί με την περιεκτικότητα αυτών σε φαινολικά συστατικά, αυτά μελετήθηκαν με υγρή χρωματογραφία. Τα αφεψήματα ήταν πλούσια σε φαινολικά οξέα και φλαβονοειδή. Το ροσμαρινικό οξύ ήταν το συστατικό που βρέθηκε σε όλα τα φυτά της οικογένειας Lamiaceae. Την υψηλότερη περιεκτικότητα σε ροσμαρινικό οξύ την κατέχει το μελισσόχορτο (14.923,9 μg/g φ.υ.) και τη χαμηλότερη το δεντρολίβανο (86,2 μg/g φ.υ.). Η χρωματογραφική ανάλυση της οργανικής φάσης των αφεψημάτων αποτυπώνει ένα διαφορετικό προφιλ ουσιών σε σχέση με αυτό του αντίστοιχου αιθερίου ελαίου, όπου παρατηρείται μια απώλεια ή απουσία των πιο πτητικών ενώσεων και ιδιαίτερα των μονοτερπενικών υδρογονανθράκων, ενώ ενισχύεται η περιεκτικότητα τους σε οξυγονούχα τερπένια και πολικά συστατικά.Για την παραλαβή των οργανικών εκχυλισμάτων, έγινε διαδοχική εκχύλιση με διαλύτες διαφορετικής πολικότητας κατά σειρά: πετρελαϊκός αιθέρας, διαιθυλαιθέρας και μεθανόλη. Στα εκχυλίσματα προσδιορίστηκε το ολικό φαινολικό περιεχόμενο, η αντιοξειδωτική και αντιμικροβιακή ικανότητα. Ακολούθως έγινε ποιοτικός και ποσοτικός προσδιορισμός των κύριων συστατικών.Η μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε ολικά φαινολικά συστατικά παρατηρήθηκε, όπως αναμενόταν, στα μεθανολικά εκχυλίσματα των φυτών, όπου η κατάταξη με φθίνουσα σειρά είναι μελισσόχορτο (64,3 mg γαλλικού οξέος/g φ.υ.), δεντρολίβανο (55,2 mg γαλλικού οξέος/g φ.υ.), δίκταμο (51,5 mg γαλλικού οξέος/g φ.υ.), φασκόμηλο (43,2 mg γαλλικού οξέος/g φ.υ.), χαμομήλι (49,9 mg γαλλικού οξέος/g φ.υ.) και κρόκος (26,9 mg γαλλικού οξέος/g φ.υ.). Αντίστοιχη σειρά κατάταξης παρατηρείται και στον προσδιορισμό της αντιοξειδωτικής ικανότητας.Στα εκχυλίσματα του πετρελαϊκού αιθέρα παραλαμβάνονται πτητικά συστατικά, τα οποία αποτελούν τα κύρια συστατικά του αντίστοιχου αιθέριου ελαίου. Στα εκχυλίσματα του διαιθυλαιθέρα ταυτοποιήθηκαν φαινολικά συστατικά, κυρίως άγλυκα μέρη των φλαβονοειδών και τερπενικά παράγωγα. Στα μεθανολικά εκχυλίσματα των φυτών της οικογένειας Lamiaceae, το ροσμαρινικό οξύ ήταν η κύρια ένωση. Ταυτοποιήθηκαν επίσης παράγωγα αυτού, κυρίως ισομερή σαλβιανολικού οξέος καθώς και φλαβονοειδή κυρίως σε μορφή γλυκοζιτών.Σε αντίθεση με τα υδατικά εκχυλίσματα, τα οργανικά εκχυλίσματα παρουσίασαν ισχυρή αντιμικροβιακή δράση έναντι των στελεχών που εξετάστηκαν. Σε όλες τις περιπτώσεις μικροοργανισμών-στόχων, τα εκχυλίσματα του διαιθυλαιθέρα παρουσίασαν την πιο αξιοσημείωτη δράση. Όσον αφορά τα εκχυλίσματα του πετρελαϊκού αιθέρα, αυτά του δίκταμου και του δεντρολίβανου, ακολουθούμενο από αυτό του φασκόμηλου παρουσιάζουν τη μεγαλύτερη αντιμικροβιακή δράση έναντι των θετικά κατά Gram βακτηρίων παθογόνων της στοματικής κοιλότητας και παθογόνων τροφίμων. Τα αντίστοιχα εκχυλίσματα του μελισσόχορτου, του χαμομηλιού και του κρόκου εμφάνισαν αρκετά μικρότερη δράση, ενώ σε κάποια στελέχη ήταν ανενεργά. Τα μεθανολικά εκχυλίσματα συγκριτικά με τα άλλα δυο οργανικά εκχυλίσματα εμφανίζουν μικρότερη παρεμποδιστική δράση. Τα αρνητικά κατά Gram βακτηρία ήταν πιο ανθεκτικά.Από την αξιολόγηση των παραπάνω αποτελεσμάτων, έγινε επιλογή ζευγών μικροοργανισμών-στόχων και εκχυλισμάτων και μελετήθηκε η αντιμικροβιακή τους δράση με τη μέθοδο έλεγχου της βακτηριοκτόνου δράσης (Killing assay-KA). Παράλληλα, χρησιμοποιήθηκε η φασματοσκοπία FT-IR για την ανίχνευση των αλλαγών στα δομικά συστατικά των κυττάρων των μικροοργανισμών-στόχων. Μελετώντας τις χαρακτηριστικές περιοχές του φάσματος καταλήξαμε στο συμπέρασμα ότι η μεγαλύτερη διαφοροποίηση έγκειται σε μεταβολές της δομικής διευθέτησης των λιπιδίων της κυτταρικής μεμβράνης, στους πολυσακχαρίτες και στα φωσφορολιπίδια του κυτταρικού τοιχώματος.