متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : شیمی و فناوری اسانس

عنوان : ابداع دستگاه جدید اسانس گیری از گیاه با بخار سرد ایجاد شده از طریق کاویتاسیون و مقایسه آن با روش های معمول برروی دو گونه گیاه بومی از خانواده Compositae و بررسی خواص فیتوشیمیایی و بیولوژیکی این دو گیاه

دانشگاه کاشان

پژوهشکده اسانس­های طبیعی

پایان­‌نامه جهت اخذ درجه کارشناسی­ارشد

در رشته شیمی و فناوری اسانس

عنوان:

ابداع دستگاه جدید اسانس گیری از گیاه با بخار سرد ایجاد شده از طریق کاویتاسیون و مقایسه آن با روش های معمول برروی دو گونه گیاه بومی از خانواده Compositae و بررسی خواص فیتوشیمیایی و بیولوژیکی این دو گیاه

استاد راهنما:

سرکار خانم دکتر مریم اخباری

استاد مشاور:

جناب آقای دکتر حسین بتولی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب:

1- فصل اول………………………………………………. 2

مقدمه……………………………………………………. 2

1-1- گياه‌شناسی………………………………………. 3

1-1-1- خصوصیات گیاه شناسی………………………. 3

1-2- استخراج مواد موثرگياهان………………………… 5

1-2-1- روش‌های استخراج…………………………….. 5

1-2-2- تهيه نمونه‌ گياه مورد آزمايش…………………. 5

1-3- طبقه بندی مواد موثر گياهان…………………….. 5

1-3-1- آلکالوئيدها ………………………………………..6

1-3-2- گليکوزيدها………………………………………. 6

-3-3-1 اسانس‌ها……………………………………….. 6

1-3-4- مواد تلخ…………………………………………. 6

1-3-5- فلاون‌ها و فلاونوئيدها…………………………… 7

1-3-6- موسيلاژها………………………………………. 7

1-3-7- ساپونين ها……………………………………… 8

1-3-8- تانن‌ها…………………………………………….. 8

1-3-9- ويتامين‌ها………………………………………… 8

1-4- معرفی تفصیلی آلکالوئیدها………………………. 8

1-4-1- تعریف آلکالوئیدها……………………………….. 8

1-4-2- پراکندگی آلکالوئیدها در گیاهان………………. 9

1-4-3- نقش آلکالوئیدها در گیاهان…………………… 9

1-4-4- مکان بیوسنتز و ذخیره آلکالوئیدها در گیاهان…10

1-4-5- ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی آلکالوئیدها….11

1-4-6- طبقه بندی آلکالوئیدها …………………………11

1-5- معرفی تفصیلی فلاونوئیدها……………………… 12

1-5-1- مقدمه…………………………………………….. 12

1-5-2- خصوصیات فیزیکی و شیمیایی فلاونوئیدها……13

1-5-3- آثار و نقش فلاونوئید ها در گیاهان…………….. 13

1-5-4- طبقه بندی فلاونوئید ها…………………………. 13

1-5-4-1- فلاونوئیدهای   -Oگلیکوزیده …………………..14

1-5-4-2- فلاونوئیدهای – C گلیکوزیده………………….. 14

1-5-4-3- فلاونوئیدها (بر اساس ساختار مولکولی…….14

1-5-5- استخراج و جداسازی فلاونوئیدها……………….16

1-5-6- روش‌های شناسایی فلاونوئیدها……………… 17

1-6- معرفی تفصیلی تانن‌ها…………………………… 17

1-6-1- مقدمه……………………………………………. 17

1-6-2- نقش تانن ها در گیاهان……………………….. 18

1-6-3- ماهیت شیمیایی تانن ها……………………… 18

1-6-4- خواص دارویی تانن ها………………………….. 18

1-6-5- کاربرد تانن ها……………………………………. 19

1-6-6- طبقه بندی تانن‌ها براساس خواص ساختاری….19

1-6-6-1- تانن‌های متراکم  ( Condensed tannins]……..

1-6-6-2- تانن‌های کمپلکس شونده  (Complex Tanins]……..

1-6-6-3- تانن‌های دروغین  ( Pseudotannins]………..

1-6-6-4- تانن‌های هیدرولیزشونده (Hydrolysable tannins]……..

1-6-7- استخراج تانن‌ها…………………………………… 22

1-6-8- اندازه گیری تانن‌ها……………………………….. 22

1-7- معرفی تفصیلی روغن‌های اسانسی……………… 23

1-7-1- مقدمه………………………………………………. 23

1-7-2- نقش روغن‌های اسانسی در گياه……………… 23

1-7-3- خواص مشترک روغن‌های اسانسی……………. 23

1-7-4- دسته بندی تركيبات اسانسی………………….. 24

1-7-4-1- طبقه‌بندي اسانس‌ها بر اساس تركيبات شيميايي…..25

1-7-4-2- طبقه‌بندي اسانس‌ها بر اساس مبدأ بيوسنتز…….25

1-7-5- روش‌هاي استخراج روغن‌هاي اسانسي………….25

1-7-6- روش‌های تجزيه و شناسايی اسانس‌ها………….25

1-8- خواص بیولوژیک……………………………………….. 27

1-8-1- خواص آنتی اکسیدانی……………………………. 27

1-8-2- خواص ضدسرطانی………………………………… 28

1-8-3- خواص ضد میکروبی………………………………… 29

1-8-3-1- منابع طبیعی آنتی بیوتیک ها…………………. 30

1-8-3-2- ساز و کار عمل داروهای ضد میکروبی………… 30

1-9- مبانی علمی دستگاه اسانس گیری با بخار سرد….30

1-9-1- تاریخچه امواج فراصوت……………………………… 30

1-9-2- تعریف صوت…………………………………………. 31

1-9-3- اصول عملی مبدل فراصوت…………………………. 31

1-9-4- تعریف کاویتاسیون………………………………….. 32

1-9-5- انواع کاویتاسیون……………………………………. 35

1-9-6- روش‌های تولید امواج فراصوت…………………….. 36

1-9-6-1- روش پيزو الكتريسيته…………………………… 37

1-9-6-2- روش مگنتو استريكسيون ( Magnetostrictive ]………

2- فصل دوم………………………………………………….. 40

1-2- شرح کلی……………………………………………… 40

2-2- وسايل، مواد و دستگاه‌های مورد استفاده………… 41

2-2-1- وسايل آزمايشگاهی………………………………. 41

2-2-2- مواد شيميايی………………………………………..41

2-2-3- دستگاه‌های مورد استفاده………………………… 42

2-3- طراحی دستگاه اسانس گیری با بخار سرد………… 43

2-3-1- استخراج اسانس ‌از نمونه‌هاي گياهی…………… 44

2-3-2- جداسازی و شناسايی ترکيب‌های اسانسی……. 44

2-4- شناسايي متابوليت‌هاي ثانویه غیرفرار موجود در گياه….45

2-4-1- آزمون شناسایی آلکالوئیدها…………………….. 45

2-4-2- آزمون سیانیدین برای تعیین آنتوسیانین ها و فلاونوئیدها….45

2-4-3- آزمون حضور تانن ها……………………………… 46

2-5- عصاره‌ گيری از نمونه‌های گياهی…………………. 47

2-6- ارزيابي اثرات بيولوژيكي……………………………. 48

2-6-1- بررسی اثر آنتی اکسیدانی…………………….. 48

2-6-1-1 بررسی خاصیت آنتی اکسيدانی به روش DPPH…….

2-6-1-2- بررسي محتواي تركيبات فنلي‌‌‌ به روش فولين سيکالتو….. 51

2-6-1-3- آزمون بی رنگ شدن بتاکاروتن در حضور لینولئیک اسید… 54

2-6-1-4- آزمون های میکروبی……………………………. 57

2-6-1-5- آزمون تعیین سمیّت سلولی………………….. 58

3- فصل سوم……………………………………………….. 60

3-1- آماده سازی نمونه گیاهی………………………….. 60

3-2- معرفی اجزای درونی دستگاه اسانس گیری با بخار سرد…..61

3-2-1- شرح وظایف هر قسمت از دستگاه اسانس گیری به کمک  مبدل امواج فراصوت…..62

3-3- استخراج و شناسایی اجزای اسانس‌…………….. 64

3-3-1- استخراج اسانس………………………………….. 64

3-3-1-1- اجزای تشکیل دهنده اسانس گیاه  بومادران…..65

3-3-1-2- اجزای تشکیل دهنده اسانس گیاه مینای دماوندی…..69

3-3-1-3- مقایسه روش اسانس گیری فراصوت و تقطیر با بخار آب……72

3-4- آزمون‌های فیتوشیمیایی………………………………… 77

3-4-1- بررسی آزمون‌های فیتوشیمیایی در گیاه بومادران……77

3-4-2- بررسی آزمون‌های فیتوشیمیایی در گیاه مینای دماوندی….78

3-5- بررسی اثرات بیولوژیکی………………………………….. 79

3-5-1- بررسی فعالیت های آنتی اکسیدانی………………… 79

3-5-1-1- نتايج ارزيابي اثر آنتی اکسيدانی به روش DPPH……..

3-5-1-2- ارزیابی میزان فعالیت عصاره متانولی برگ گياه بومادران….80

3-5-1-3- عصاره متانولی سرشاخه گياه   مینای دماوندی………..82

3-5-2- بررسي تركيبات فنولي به روش Folin-Ciocalteus…………

3-5-2-1- بررسي تركيبات فنولي نمونه استاندارد گاليک اسيد…….. 84

3-5-2-2- بررسي تركيبات فنلي عصاره‌ گياه  بومادران………. 85

3-5-2-3- بررسي تركيبات فنلي عصاره‌ گياه  Tanacetum pinnatum…….

3-5-3- آزمون بی رنگ شدن β- کاروتن در حضور لینولئیک اسید………. 86

3-5-3-1- آزمون بی رنگ شدن β- کاروتن در حضور BHT…………..

3-5-3-1- آزمون بی رنگ شدن β کاروتن در  حضور عصاره متانولی گياه بومادران…..87

3-5-3-1- آزمون بی رنگ شدن β- کاروتن در  حضور عصاره متانولی گياه Tanacetum pinnatum…..

3-6- بررسی فعالیت ضدمیکروبی اسانس و عصاره ………………89

3-6-1- گیاه مینای دماوندی………………………………………… 92

3-7- ارزیابی میزان سمیت سلولی عصاره ها…………………… 94

3-8- نتیجه گیری……………………………………………………. 95

4- منابع……………………………………………………………… 96

پیوست‌ها………………………………………………………….101

چکیده:

ترکيبات فعال بيولوژيکی استخراج شده از پيکره­ی گياهان برای مصارف دارويي گوناگون، از جمله حذف ميکروارگانيسم­های پاتوژن و جلوگيری از اثرات سمی اکسيدان­ها کاربرد دارند. یکی از موارد مهم و حیاتی در استخراج مواد از گیاهان، حفظ ساختار شیمیایی اولیه و جلوگیری از تخریب مولکول های آنها می باشد. بنابراين، ابداع روش و استفاده از تكنيكي كه به وسيله آن بتوان استخراج ترکیبات حساس اسانس از گیاهان را بدون استفاده از حرارت و در دماي پايين انجام داد می تواند در میل به این هدف اثر بسزایی داشته با شد.

در اين پژوهش برای اولين بار دستگاه اسانس گيري از طريق مولد امواج فراصوت، طراحی و ساخته شد؛ به منظور ارزيابي كارايي دستگاه و روش مورد نظر، اسانسهاي حاصل از دو گياه بومي Tanacetum pinnatum   و  Achillea wilhelhemsii، استخراج شده با دستگاه مولد امواج فراصوت و تقطیر با بخار آب   تقطیر با آب مورد مقايسه قرار گرفتند.

همچنين با توجه به عدم وجود گزارش در مورد دو گونه گياهي مورد استفاده از نظر تحقيقات فيتوشيميايي و بيولوژيكي،  دو گياه نام برده علاوه بر آناليز اجزاء اسانس با استفاده از دستگاه  GCMSو غربالگري فيتوشيميايي عصاره ها از نظر تعيين انواع مواد موثر موجود، با  انجام آزمون های آنتی اکسیدانی، ضد میکروبی و بررسی سميت سلولي نيز مورد ارزيابي قرار گرفتند.

نتايج حاصل از اين تحقيق نشان مي دهد كه از نظر مقایسه روش اسانس گیری به کمک دستگاه فراصوت با دیگر روش­های موجود تفاوت­های قابل تأملی در میزان و نوع ترکیبات اسانسی استخراج شده وجود دارد. از نظر خواص بیولوژیکی، خاصیت آنتی اکسیدانی قابل توجهی در هیچ یک از گیاهان مشاهده نشد و این موضوع, در تطابق نسبی با نتایج حاصل از بررسی­های فیتوشیمیایی از نظر میزان وجود ترکیبات تاننی، فلاونوئیدی و آنتوسیانینی موجود در عصاره می باشد. در مورد آزمونهای ضدمیکروبی نیز، اسانس این دو گیاه اثرات بارزتری نسبت به عصاره ها از خود نشان داده اند.

فصل اول: مباحث نظری

مقدمه:

گياهان را می­توان شالوده­ی طب سنتی، اساس فيتوشيمی و داروسازی، پايه طعم دهنده­های کم نظير در صنايع غذايی و عامل منحصر به­فرد خوشبوکنندگی در صنايع بهداشتی دانست. استفاده قابل توجه از مواد موثر­ي گياهان در صنايع غذايی مثل صنايع کنسروسازی، سس­ها و چاشنی­ها، صنايع بهداشتی، شيرينی سازی، نوشابه سازی و غیره . به منظور ايجاد طعم، رنگ و بو برای هیچ کس پوشیده نیست (1-3]. قدمت استفاده از گياهان دارويی به قدمت عمر بشر است، چون امراض باپيدايش بشر متولد شده­اند و اسناد و مدارک چند هزار ساله موجود در تاريخ طب و داروسازی حاوی تجربيات و اطلاعات ارزشمند گياه درمانی است (2و4].  تا چند دهه گذشته آن­چه به­عنوان دارو مورد استفاده بشر قرار می­گرفت از رستني­هاي مستقر در عرصه­هاي منابع طبيعی به­دست می­آمد. با پيشرفت سريع علوم از يک سو و مسايل اقتصادی از سوی ديگر، از مصرف گياهان دارويی به ­تدريج کاسته شده و داروهای صناعی در بسياری از موارد جايگزين داروهای گياهی شده­اند. تجربه­هاي چند دهه اخير نشان می­دهد که داروهای شيميايی علي­رغم کارآئی چشمگير، اثرات نامطلوب بسياری نيز همراه دارند. استفاده از گياهان دارويی جهت موارد مختلف در قرن بيست و يکم سرنوشت ساز تلقی شده است. بنابراین در سالهای اخیر، توجه کشورها علاوه بر گیاهان بومی به نوع گیاه، خواص و مواد ارزشمند درون آن به روش استخراج ترکیبات مورد نظر برای دست یابی به بهترین راندمان کیفی و کمی نیز معطوف شده است. به همین دلیل استفاده از تکنیکهای مدرن و به خصوص به کارگیری امواج به جای منابع انرژی گرمایی به منظور بهبود روشهای استحصال ترکیبات گیاهی امروزه بسیار مورد توجه است.

گیاهان Achillea wilhelmsii  C. Koch و Boiss. Tanacetum pinnatum از گونه های ارزشمند بومی ایران هستند که تا کنون گزارش کاملی در خصوص خواص آنتی میکروبی ، ضد سرطانی، آنتی اکسیدانی و .. در منابع علمی ثبت نشده است. بنابراین در این پایان نامه سعی شده است تا با بررسی های فیتوشیمیایی و بیولوژیکی تحقیق کاملی در مورد این دو گونه گیاهی نزدیک به هم انجام شود.

1-1- گیاه شناسی

1-1-1- خصوصیات گیاه شناسی

Achillea wilhelmsii  C. Koch از خانواده کمپوزیته است و گیاهی علفی و چند ساله، دارای ریزوم سخت، ضخیم و گل آذین دیهیم-کپه ای است (3]. نام محلی این گیاه بومادران است. این گیاه در گل های بومادران حالت مجتمع دارند و گلچه های فوقانی نر- ماده هرمافرودیت می باشد (- 64]. گلچه های کناری نهنج از نوع زبانه ای و گلچه های میانی از نوع لوله ای می باشد که اغلب دارای پرز جمع کننده دانه های بساک می­باشد. با برگهای عاری از دمبر گ و پوشیده از کرک و منقسم، با گلهای سفید یا سفید مایل به زرد می باشد (10-7].

تا کنون 85 گونه از این گیاه در ایران شناسایی شده است که 7 گونه آن منحصرا در ایران یافت می شود.گونه های بومی گیاه بومادران با پراکندگی نسبتا وسیعی در استان های مختلف ایران مانند گلستان، مازندران، اصفهان و کرمان می روید و به صورت خودرو در دشت ها، کنار جاده ها و نواحی کوهستانی رشد می کند. موطن اصلی این گیاه اروپا، آسیا و نیز شمال آمریکا است (9]. شکل هرباریوم گیاه بومادران در شکل 1-1 نشان داده شده است.

Boiss. Tanacetum pinnatum  از خانواده کمپوزیته و گیاهی علفی و چند ساله است که 26 گونه از این گیاه در ایران رشد می کند. نام محلی این گیاه مینای دماوندی می­باشد. رویشگاه 12 نوع آن ایران است که  مینای دماوندی یکی از این ها است. گونه های بومی گیاه بابونه با پراکندگی نسبتا وسیعی در استان های مختلف ایران می روید (11-14 ].

2-1- استخراج مواد موثرگياهان

1-2-1- روش های استخراج

انتخاب روش مناسب براي استخراج به نوع بافت­های گياهی و نوع ماده جداشدنی بستگی دارد. قبل از اينکه ماده موثر با اين روش­ها استخراج شود، بهتر است بافت­های پودر شده گياهی به­وسيله دستگاه سوکسله و با حلال­های پتروليوم اتر و کلروفرم و يا ساير حلال­های مناسب، از چربی و ترپنوئيدها عاری گردد. از روش های قدیمی استخراج عصاره میتوان به روش خیساندن، پرکولاتور، هضم، دم کردن، جوشاندن و سوکسیله اشاره کرد. هم اکنون از روشهای کارآمدتری مانند استخراج با کمک امواج فراصوت  استفاده می شود.

2-2-1- تهيه نمونه‌ گياه مورد آزمايش

قبل از پژوهش روی گياه مورد آزمايش بايد گياه از نظر گونه، جنس و خانواده مشخص گردد. نگهداری يک نمونه از گياه کامل مورد پژوهش در موزه گياه­شناسی آزمايشگاه، امری ضروری است.

بايد توجه داشت كه شرايط اقليمی از قبيل آب و هوا، ارتفاع از سطح دريا، عرض و طول جغرافيايی، ميزان رطوبت، ميزان آفتاب، نوع خاک و بذر اصلاح شده در کيفيت و کميت مواد متشکله­ی گياه کشت شده حائز اهميت بوده و بايد دقيقاً مورد توجه شخص پژوهش­گر قرار گيرد. همچنين ميزان مواد موثر در گياه به هيچ وجه ثابت نبوده و متناسب با ميزان رشد گياه تغيير می­نمايد. عوامل مهمی در ميزان مواد موثر­ی گياهان دارويی موثر بوده که می­توان به زمان جمع آوری، اندام­های مختلف گياه ،سن گياه و غیره . اشاره نمود.

3-1- طبقه بندی مواد موثر­ گياهان

تقسيم بندی مواد موثر گياهان که امروزه مورد تأييد است، به­صورت چهار گروه اصلی آلکالوئيدها[1]، گليکوزيدها[2]، روغن­های فرار[3] و ساير مواد موثر مي­باشد. منظور از ساير مواد موثر، ترکيباتی چون: مواد تلخ[4]، فلاوُن­ها[5]، فلاوُنوئيدها[6]، موسيلاژها[7] (و کربوهيدرات­های خاص مشابه آن)، ويتامين­ها[8]، تانن­ها[9]، اسيد سيليسيک[10] (و اسيدهای خاص مشابه آن) و بالاخره ترکيب­هاي ديگر که به‌دليل ناهماهنگی و گستردگی ساختمان­های شيميايی، در سه گروه قبلی جای نمی­گيرند.

1-3-1- آلکالوئيدها

آلکالوئید­ها ترکیب­های قلیایی هستند که در ساختمان خود یک یا چند اتم نیتروژن دارند و معمولا نیتروژن­ها در ناجور حلقه­ها وجود دارند. به باتوجه به اهمیت و ارزش این دسته از متابولیتها از نظر دارویی و صنعتی، توضیحات مفصلی در خصوص این دسته از ترکیبات در ادامه آمده است (قسمت 1-4).

2-3-1- گليکوزيدها

گليکوزيدها (همچون آلکالوئيدها) گروه بزرگی از مواد موثر ارزشمند را تشکيل می­دهند که در عين حال در ميان آن­ها برخی از خطرناک­ترين و سمی ترين مواد موجود در طبيعت يافت می­گردد. اين مواد در گروه زيادی از گياهان گل­دار وجود دارند. گليکوزيدها در مسيرهای مختلف متابوليکی به شکل­های گوناگونی ساخته می­شوند. اين مواد پس از هيدروليز (توسط اسيدها، برخی آنزيم­ها وغیره) به ترکيبات قندی (گليکون) و غير قندی (آگليکون) تبديل می شوند. ترکيبات اخير (آگليکون­ها) مصارف فراوانی در داروسازی دارند.

3-3-1- اسانس ها

اسانس­ها از نظر ترکيب شيميايی همگن نيستند، بلکه به­صورت ترکيبات مختلفی مشاهده می­شوند ولی، به­طور کلی از گروه شيميايی موسوم به ترپن­ها هستند و يا منشأ ترپنی دارند. باتوجه به اهمیت و ارزش این دسته از متابولیتها از نظر دارویی و کاربرد فراوان در صنعت عطر سازی توضیحات مفصلی در خصوص این دسته از ترکیبات در ادامه آمده است (قسمت 1-7).

[1] Alkaloid

[2] Glycoside 

[3] Volatile oil

[4] Bitter materials

[5] Flavones  

[6] Flavonoides

[7] Mucilage

[8] Vitamins 

[9] Tannins

[10] Silicic acid  

تعداد صفحه : 120

قیمت : 17300تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        ———- ****       [email protected]

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

*********  ********* *********