فیتو شیمی در گیاهان


22 شهريور 1394 ساعت 11:53
فیتوشیمی جزو گرایش ها و علم میان‌ رشته‌ای از دانش پایه شیمی و گیاه‌شناسی است که به بررسی خواص شیمیایی و دارویی گیاهان مختلف و چگونگی استخراج آنان می‌پردازد.

فیتوشیمی یا شیمی گیاه (Phytochemistry) :

فیتوشیمی  جزو گرایش ها و علم میان‌ رشته‌ای از دانش پایه شیمی و گیاه‌شناسی است که به بررسی خواص شیمیایی و دارویی گیاهان مختلف و چگونگی استخراج آنان می‌پردازد. به معنای دیگر علمی که به بررسی ترکیبات آلی که توسط گیاهان تولید و درآنها ذخیره می شود می پردازد. یا به تعریفی دیگر علمی که به شناسایی ساختمان شیمیایی ترکیبات گیاهی می پردازد. این شاخه از شیمی به شاخه فارماکوگنوزی داروسازی شبیه است.

در مفهومی اختصاصی تر، فیتوشیمی با شیمی گیاهان دارویی مرتبط است ، در طول قرون متمادی بسیاری از ترکیبات گیاهی نقش اساسی درصنایع داروسازی داشته اند. مراحل فیتوشیمی در آزمایشگاه عبارتند از: استخراج و جدا سازی (آماده سازی نمونه)، تغلیظ (افزایش حساسیت دستگاه های تجزیه ای)، آنالیز، روش های کروماتوگرافی و الکتروفورزکه در نهایت اپتیمم غلظت مواد, ساختار مواد و مسیرهای بیوسنتزی را امکان پذیر می سازد. شواهد فیتوشیمیایی از جمله شواهد و صفات مورد استفاده در طبقه بندی های فیلوژنتیکی هستند، در گونه های دارای قرابت و خویشاوندی با یکدیگر، ترکیبات مشابهی یافت می شود اما همیشه این شباهتها در بین گونه های یک جنس وجود ندارد و اثرهای مواد دارویی مشابه متفاوت خواهد بود. در ایران با توجه به وضعیت آب وهوایی، رویش گیاهان مختلف که خاصیت دارویی دارند به طور متنوع و فراگیر دیده می شود. ماده مؤثره بسیاری از این گیاهان هنوز بررسی و مطالعه نشده است.

یکی از مزیت های استفاده از گیاهان برای تولید دارو ارزان و طبیعی بودن آنها است. گاهی گیاه یک ترکیب پیچیده را به راحتی و فقط با استفاده از نور و آب و هوا سنتز می کند که سنتز آن در محیط آزمایشگاهی بسیار سخت خواهد بود.

بررسی مبانی و اصول فیتوشیمی

این بررسی ها شامل:

- شناسایی ساختمان شیمیایی

- بیوسنتز و متابولیسم

-انتشار و جاگیری طبیعی

-  فعالیت های بیولوژیک

روش های طبقه بندی ترکیبات شیمیایی موجود در گیاهان

بررسی ساختمان شیمیایی بر اساس

- منشاء بیوسنتزی

- خواص حلالیت

- وجود برخی از گروه های آمینی یا برخی از گروه های اساسی موجود در گیاه

ترکیبات گیاهی

ترکیباتی که در گیاهان یافت می شود به سه دسته زیر طبقه بندی می شوند:

1- ترکیبات مؤثره : شامل آلکالوئیدها و گلیکوزید ها

2- ترکیبات غذایی: شامل کربوهیدرات ها ، چربی ها و پروتئین ها

3-ترکیبات فاقد اثر فارماکولوژیک بارز: شامل نشاسته و صمغ ها

بررسی فیتوشیمی یک گیاه:

مراحل بررسی فیتوشیمی یک گیاه شامل:

1- عصاره گیری از اندام گیاهی

2- جداسازی و تفکیک اندام مورد نظر

3- شناسایی ترکیبات تفکیک شده

4- مطالعه روی مسیرهای بیوسنتز ترکیب ویژه

5- ارزیابی های کمّی

تجهیزات عصاره گیری

1- ماسراسیون: روش خیساندن مکرر همراه با تکان دادن

2- پرکولاسیون: در پرکولاتور انجام می شود.

3- سوکسله: روش عصاره گیری مداوم

4- روش های ویژه مانند انفلورنج : برای استخراج روغن های فرّار

5- روش های Ultrasound و Sonication

استخراج مواد گیاهی

قبل از این که یک ترکیب شیمیایی مورد بررسی قرار گیرد باید آن ترکیب به صورت خالص تهیه شود زیرا در غیر این صورت نمی توان به درستی ساختمان شیمیایی ترکیب و همچنین به بیوسنتز و متابولیسم و اثر بیولوژیک آن مواد پی برد.

روش های استخراج مواد گیاهی

عملیات استخراج مواد از نمونه گیاهی به دو صورت زیر می باشد:

1-استخراج مواد از گیاه خشک شده

2- استخراج مواد از گیاه تازه

برای انجام آزمایشات بر روی گیاهان اکثراً از گیاه خشک شده استفاده می شود. مزیت های گیاه خشک شده عبارت است از:

1- كاهش وزن محصولات گیاهی

2- غیر فعال شدن آنزیم های گیاهی و جلو گیری از تغییرات آنزیمی مواد مؤثره گیاه

3- غیر فعال شدن باكتری ها و قارچ ها و جلو گیری از فساد گیاه

4-یکسان بودن شرایط برای تکرار آزمایش

باید دقت داشت گیاه نمونه در شرایط استاندارد و کنترل شده خشک شده باشد، بهترین روش برای خشک کردن گیاه، خشک کردن در جریان هوا و به دور از تابش مستقیم نور خورشید می باشد. باید توجه کرد که عملیات خشک کردن، سریع و بدون استفاده از حرارت زیاد صورت گیرد.

برای انجام عملیات خشک کردن، گیاه باید عاری از بیماریهای گیاهی (ویروسی،باکتریایی،قارچی) باشد. زیرا بیماری سبب تغییر در متابولیسم گیاه می شود و یا اینکه میکروب ها و قارچ ها خود ترکیباتی تولید می کنند که به اشتباه به ترکیبات تولیدی گیاه مورد آزمایش نسبت داده می شود.

باید توجه داشت که گیاه جمع آوری شده توسط گیاه شناس ماهر شناسایی می شود و خانواده، جنس و گونه گیاه از طریق گیاه شناس مشخص میگردد زیرا اشتباه در تشخیص گیاه سبب می شود حین آزمایش منجر به ترکیبات جدیدی شده و به اشتباه به گیاه اصلی نسبت داده شود و یا یک ترکیب جدید شناخته نشده را به گیاهی دیگر نسبت داد

روش استخراج

روش استخراج به دو عامل بستگی دارد:

1-مقدار آب موجود در نمونه

2-نوع ماده جدا شدنی (آیا ماده حلال در آب است و یا محلول در حلال های آلی و غیر قطبی و... )

چند نکته مهم درمورد استخراج مواد از گیاه تازه:

برای استخراج مواد از گیاه تازه ابتدا بافت های گیاهی را در الکل جوشان فرو می برند به این عمل کشتن بافت های گیاهی می گویند این کار مانع فعالیت آنزیم های اکسید کننده و هیدرولیز کننده موجود در گیاه می شود بعد از این عمل استخراج را با حلال های مختلف انجام می دهند.

برای استخراج، ابتدا گیاه خشک شده را پودر می کنند تا سطح تماس بیشتری با حلال داشته باشد سپس با استفاده از دستگاه های استخراج مانند سوکسله و پرکولاتور و به کمک حلال های مختلف استخراج را انجام می دهند.

روش کار دستگاه سوکسله :

در این روش از سیستمی استفاده می شود که دارای یک منبع حرارتی، یک بالن که داخل آن حلال قرار دارد و خود دستگاه سوکسله و منبع حرارتی. در اثر حرارت حلال بخار می شود و از لوله شماره یک بالا می رود و به مبرد می رسد در مبرد بخار حلال خنک شده و عمل میعان تبدیل به قطرات شده و بر روی کیسه گیاه خرد شده می ریزد و به تدریج بخش 2 پرحلال می شود وقتی سطوح حلال به یک نقطه خاص می رسد حلال به طور خود به خود سیفون می شود یعنی حلال با فشار از لوله خمیده شماره 2 وارد بالن می شود و این عمل چندین بار تکرار می شود تا عمل عصاره گیری کامل شود.

ترتیب استفاده از حلال

برای استخراج ابتدا از حلال های غیر قطبی( غیر پلار) استفاده می کنند تا مواد محلول در چربی را استخراج کنند مانند پترولیم اتر و کلروفرم و در انتها از حلال های پلار مانند الکل و اتیل استات، استخراج را انجام می دهند. قابل توجه است که در بین عملیات استخراج هم از حلال هایی که حلالیتشان بین پلار و غیر پلار است نیز استفاده می شود.

تهیه کننده: زهرا احمدلو

کارشناس اداره کل منابع طبیعی و آبخیزداری استان مرکزی