Wpływ sposobu pozyskiwania olejków eterycznych z wybranych roślin baldaszkowatych (Apiaceae) na ich skład chemiczny

Transkrypt

1 Justyna Kwaśny *, Otmar Vogt, Elwira Lasoń Politechnika Krakowska Wpływ sposobu pozyskiwania olejków eterycznych z wybranych roślin baldaszkowatych (Apiaceae) na ich skład chemiczny Effect of method for recoverig the essential oils from selected Umbelliferae (Apiaceae) on their chemical composition Olejki eteryczne pod względem chemicznym są złożonymi mieszaninami lotnych węglowodorów alifatycznych i aromatycznych, alkoholi, fenoli, aldehydów i ketonów, a także kwasów, estrów i eterów oraz związków zawierających siarkę i azot. W Polsce jedną z najbardziej rozpowszechnionych rodzin roślin wytwarzających olejki eteryczne jest rodzina Umbelliferae (Apiaceae). Przedmiotem prezentowanych badań są olejki eteryczne pozyskane z nasion lubczyku ogrodowego (Levisticum officinale Koch), biedrzeńca anyż (Pimpinella anisum L.) oraz barszczu Sosnowskiego (Heracleum sosnowskyi Manden.) za pomocą hydrodestylacji z zastosowaniem aparatu Clevengera (HDAC) oraz porównawczo popularną metodą hydrodestylacji z parą wodną (HDPW). Skład otrzymanych produktów oznaczono za pomocą GC MS, co pozwoliło określić wpływ sposobu pozyskiwania olejków eterycznych na ich kompozycję chemiczną. Obliczono wydajność poszczególnych procesów oraz określono właściwości organoleptyczne uzyskanych olejków eterycznych. Essential oils were recovered from seeds of lovage (Levisticum officinale Koch), Pimpinella anisum L. and Sosnowski hogweed (Heracleum sosnowskyi Manden.) by hydrodistn. in Clevenger apparatus or with steam. The compn. of the oils was analyzed by GC-MS to det. the effect of the method for oil recovery on their chem. compn. Use of the Cleveneger appratus was more efficient than the steam hydrodistn. Olejki eteryczne są złożonymi mieszaninami lotnych składników biosyntezowanych przez organizmy żywe, które służą im do obrony. Olejki eteryczne biorą również udział w procesie rozmnażania oraz stanowią wtórne metabolity. Składniki olejków eterycznych ze względu na ich budowę chemiczną, można zakwalifikować do różnych grup związków. Wyróżnia się grupę węglowodorów nieterpenowych, terpenoidów, pochodnych fenylopropanu, a także grupę estrów, laktonów, grupę ftalidową oraz grupę związków zawierających siarkę i azot 1). Olejki eteryczne, charakteryzują się szerokim spektrum działania i wyjątkowymi właściwościami (np. przeciwbakteryjnymi, przeciwgrzybicznymi 2, 3) ). Znalazły zastosowanie głównie jako substancje zapachowe i lecznicze, ale także używa się je w przemyśle spożywczym. Rośliny baldaszkowate (Umbelliferae), które w Polsce są powszechnie dostępne, stanowią cenne źródło olejków eterycznych. Zalicza się do nich ponad 3000 gatunków, przy czym w skład flory krajowej wchodzi ponad 70 gatunków rodziny baldaszkowatych 4). Mgr inż. Justyna KWAŚNY w roku 2010 ukończyła studia na Wydziale Inżynierii i Technologii Chemicznej Politechniki Krakowskiej. Obecnie jest doktorantką w Katedrze Technologii Nieorganicznej i Biotechnologii Środowiska Instytutu Chemii i Technologii Nieorganicznej WIiTCh Politechniki Krakowskiej. Specjalność lekka technologia organiczna. * Autor do korespondencji: Instytut Chemii i Technologii Organicznej, Wydział Inżynierii i Technologii Chemicznej, Politechnika Krakowska, ul. Warszawska 24, Kraków, tel.: (12) , fax: (12) , kwasnyjustyna@pk.edu.pl Dr inż. Otmar VOGT w roku 1990 ukończył studia na Wydziale Inżynierii i Technologii Chemicznej Politechniki Krakowskiej. Doktorat z nauk chemicznych uzyskał na Wydziale Chemii Uniwersytetu Jagiellońskiego. Jest adiunktem w Katedrze Technologii Organicznej i Procesów Rafineryjnych Politechniki Krakowskiej. Specjalność kataliza, technologia organiczna, technologia produktów małotonażowych w tym badania nad pozyskiwaniem i zastosowaniem substancji pochodzenia naturalnego /11(2012)

2 Publikacja dotyczy trzech gatunków z rodziny Apiaceae lubczyku ogrodowego (Levisticum officinale Koch), biedrzeńca anyż (Pimpinella anisum L.) oraz barszczu Sosnowskiego (Heracleum sosnowskyi Manden.). Zarówno biedrzeniec anyż (Pimpinella anisum L.), jak i lubczyk ogrodowy (Levisticum officinale Koch) są stosowane jako rośliny przyprawowe i lecznicze, w przeciwieństwie do barszczu Sosnowskiego (Heracleum sosnowskyi Manden.) który powszechnie uważany jest za chwast i roślinę szkodliwą dla zdrowia człowieka, ze względu na poparzenia skóry, jakie powstają w wyniku kontaktu z rośliną. Olejki eteryczne pozyskuje się z różnych części roślin: korzeni, łodyg, liści, kwiatów i nasion. W przypadku lubczyku ogrodowego surowcem farmakopealnym jest część podziemna rośliny. Aczkolwiek istnieje wiele publikacji, w których opisano kompozycję olejków eterycznych zarówno z korzeni 5, 6), nasion i liści 7) oraz owoców lubczyku ogrodowego 8). Olejek eteryczny pozyskany z owocu lubczyku ogrodowego zawiera związki takie jak: α-, β-pineny, kamfen, sabinen, mircen, α-, β-felandreny, α-, γ-terpineny, cymen, cis-ocimen, limonen, terpinolen, α-terpineol, 4-terpineol, octan 4-terpinenu, także germakren D oraz trans-3-butyloftalid, cis- i trans-ligustilidy 8). W przypadku biedrzeńca anyż surowcem farmakopealnym jest owoc anyżu, a pozyskany z niego olejek eteryczny zawiera głównie anetol (80 90%), a także monoterpeny, seskwiterpeny, pochodne fenylopropanu, estry (głównie maślan epoksypseudoizoeugenylo-2-metylu), aldehyd anyżowy, kwas palmitynowy i inne 9). Powszechnie otrzymuje się i analizuje olejki eteryczne pozyskane z korzeni włośnikowych biedrzeńca anyż. Santos P.M. i współpracownicy wykazali, że poza związkami spotykanymi w olejku z owoców, dodatkowo zawierają one dodekanol i dodekanal oraz 1,5-dimetylocyklodeka-1,5,7-trien 10). Znane są również prace, w których pozyskiwano olejki eteryczne z suszonych nasion biedrzeńca anyż, w wyniku czego otrzymywano produkt bogatszy w anetol (97,60%) 11). W przypadku barszczu Sosnowskiego, który jest uznawany za chwast i roślinę niebezpieczną dla życia człowieka, nie określa się surowca roślinnego. Przeprowadzono jednak wiele badań zawartości substancji czynnych w różnych częściach rośliny. Analizowano skład olejków eterycznych pozyskanych z korzeni różnych gatunków Heracleum 12), a także określano ogólną zawartość kumaryn w barszczu Sosnowskiego. W badaniach prowadzonych przez Tkachenko 12) wykazano, że olejki eteryczne pozyskane z różnych gatunków barszczu, w tym również barszczu Sosnowskiego, zawierały α-pinen, β-pinen, kamfen, mircen, limonen, ocimen i octan oktylu. Ogólnie dominowały estry, terpeny i seskwiterpeny oraz ich pochodne. Należy jednak zauważyć, iż oprócz olejków eterycznych jednymi z głównych substancji czynnych w owocach, liściach i korzeniach barszczu Sosnowskiego są kumaryny i ich pochodne, takie jak hydroksykumaryny i furokumaryny. Roślina zawiera angelicin, bergapten, izobergapten, izoimperatorynę, imperatorynę, izopimpinellin, ksantotoksynę, marmezynę, uwodniony oksypeucedanin, osthol, pangelin, pimpinellin, sfondynę, umbeliferon oraz byakangelikol 13). Kumaryny wchodzą głównie w skład ekstraktów pozyskanych z barszczu Sosnowskiego 13, 14). Olejki eteryczne z roślin baldaszkowatych w większości przypadków mają mniejszą gęstość od wody, charakteryzują się określonym zapachem i barwą. Wybrane właściwości organoleptyczne olejku lubczykowego oraz anyżowego przedstawiono w tabeli 1. 91/11(2012) Mgr inż. Elwira LASOŃ w roku 2008 ukończyła studia na Wydziale Inżynierii i Technologii Chemicznej Politechniki Krakowskiej, specjalność Lekka technologia organiczna. Obecnie jest pracownikiem naukowo-dydaktycznym w Katedrze Technologii Organicznej i Procesów Rafineryjnych Politechniki Krakowskiej. Specjalność technologia organiczna, chemia i technologia kosmetyków. Tabela 1. Charakterystyka olejku lubczykowego i anyżowego 15) Table 1. Characteristics of the lovage and anise essential oils 15) Nazwa i pochodzenie olejku Oleum levistici (olejek lubczykowy) Levisticum officinale Koch (korzenie) Oleum anisi (olejek anyżowy) Pimpinella anisum L. (owoce) Metoda pozyskiwania olejków eterycznych, która zależy od rodzaju surowca roślinnego wpływa na jakość produktu. Do najpopularniejszych sposobów izolowania olejków eterycznych zalicza się HDPW, którą charakteryzuje prostota działania i wysoka wydajność. Jednak aby to stwierdzić, należy wyizolować olejki w inny sposób, np. metodą HDAC. Porównanie produktów z obu procesów hydrodestylacji, umożliwi określenie wpływu metody pozyskiwania na jakość i skład olejku eterycznego. Jakość olejku eterycznego określa się na podstawie jego właściwości fizykochemicznych, które powinny być jak najbardziej zbliżone do opisywanych w literaturze. Również oddzielenie olejku eterycznego od fazy wodnej powinno odbywać się w łatwy sposób, bez konieczności stosowania rozpuszczalników organicznych. W procesie HDAC surowiec roślinny moczy się w wodzie i mieszaninę ogrzewa się do temperatury wrzenia za pomocą zewnętrznego źródła ciepła. Substancje lotne są uwalniane z materiału roślinnego i porywane przez parę wodną, po czym gazowa mieszanina skrapla się na tzw. palcu chłodzącym chłodnicy i gromadzi się w odbieralniku. Rozdział skroplonego produktu jest możliwy dzięki różnicy gęstości wody i olejku eterycznego, które tworzą układ dwóch niemieszających się faz. Często uzyskana w tym procesie faza wodna stosowana jest jako woda kwiatowa, czyli hydrolat. Część doświadczalna Surowce Surowcem roślinnym wykorzystanym do pozyskania olejków eterycznych były wysuszone dojrzałe nasiona lubczyku ogrodowego (Levisticum officinale Koch) i barszczu Sosnowskiego (Manden.), a także nasiona biedrzeńca anyż (Pimpinella anisum L.) sprowadzone z Węgier, zebrane w 2009 r. przy stopniu kiełkowania 85%. Surowiec charakteryzował się czystością 99,6% (na 100 g produktu przypadało 99,6 g czystych nasion). Pozostałą część o masie 0,4 g stanowiły zanieczyszczenia w postaci np. pyłów lub pozostałości z suszenia surowca. Metodyka badań Barwa Zapach Smak żółty lub brunatny bezbarwny lub lekko żółty swoisty grzybowy Gęstość względna d 20, kg/m 3 gorzki anetolowy słodkawy Nasiona każdego gatunku roślin ucierano trochę w moździerzu tak, aby naruszyć ich strukturę zewnętrzną. Próbkę 50 g surowca roślinnego zalano 500 cm 3 wody destylowanej. Mieszaninę doprowadzono do wrzenia i od tego momentu destylowano przez 10 h. Koniec procesu określano na podstawie wyraźnego spadku intensywności skraplania się olejku eterycznego. Pozyskany olejek przelano do szczelnie zamkniętej fiolki, po czym zważono, w celu obliczenia wydajności procesu. Doświadczenie prowadzono osobno dla każdego gatunku roślin. Produkt przechowywano w temp. 4 C. HDPW prowadzono przez 5 h od momentu wrzenia mieszaniny surowca z wodą destylowaną (50 g nasion i 150 cm 3 wody). Koniec procesu określano na podstawie wyraźnego spadku intensywności skraplania się olejku eterycznego. Po zakończeniu hydrodestylacji, produkt przelano do rozdzielacza. Odbieralnik przepłukano 10 cm

3 n-heksanu, który również przelano do rozdzielacza. Po oddzieleniu się fazy organicznej od fazy wodnej, roztwór olejku w n-heksanie zlano do odpowiedniej buteleczki. Następnie rozdzielacz przepłukano 3 5 cm 3 rozpuszczalnika, który przelano do kolejnej buteleczki otrzymano drugi rzut produktu. Produkt został zważony. Przechowywano go w temp. 4 C. Doświadczenie prowadzono osobno dla każdego gatunku roślin, otrzymano roztwory olejków eterycznych w heksanie, ale każdy roztwór w postaci dwóch rzutów. Roztwór n-heksanowy po przemyciu odbieralnika został dodany do I rzutu produktu ze względu na niewielką ilość powstałego olejku, trudną do oddzielenia od wody. Dodatek n-heksanu spowodował wyraźniejszy rozdział fazy organicznej od fazy wodnej układu olejek/woda. Natomiast roztwór n-heksanowy powstały po przepłukaniu rozdzielacza stanowił II rzut produktu. Roztworu tego nie dodano do I rzutu, aby zapobiec jego nadmiernemu rozcieńczeniu. Zakładano, że II rzut produktu będzie bardziej rozcieńczony niż pierwszy. Właściwościami organoleptycznymi określanymi dla uzyskanych olejków były zapach i kolor oraz wzajemne położenie dwóch faz w układzie olejek/woda. Metody analityczne Skład chemiczny otrzymanych olejków eterycznych określano za pomocą chromatografii gazowej sprzężonej ze spektrometrią mas. W szklanych fiolkach umieszczono po 1,5 cm 3 roztworów olejków eterycznych w heksanie pochodzących z procesu HDPW. Sporządzono także roztwory olejków eterycznych pozyskanych w procesie HDAC w ilości 0,4 cm 3 olejku na 1,5 cm 3 roztworu olejku w heksanie. Kompozycję otrzymanych olejków eterycznych określono, stosując chromatograf gazowy Agilent Technologies 6890N Network GC System i detektor 5975C inert XL MSD. Parametry analiz: nastrzyk 0,2 μl (z zastosowaniem autosamplera 7863B Agilent), split 50:1, temperatura dozowania 270 C, program temperaturowy: C ze wzrostem temperatury 10 C/min, C przez 2 min i w 250 C przez 15 min. Związki identyfikowano w oparciu o bibliotekę widm masowych NIST 95, bazę SDBS 16). Metody obliczeń Wydajność procesów wyodrębniania olejków eterycznych obliczono z masy otrzymanych produktów według wzorów (1) i (2) w zależności od sposobu ich pozyskania. Wyniki obliczeń, a także masy stosowanego n-heksanu i uzyskanych produktów przedstawiono w tabeli 2. W obliczeniach nie uwzględniono strat rozpuszczalnika Tabela 2. Wydajność procesów wyodrębniania olejków eterycznych z wybranych roślin baldaszkowatych Table 2. Efficiency of the recovery of essential oils from selected Umbelliferae Metoda destylacji Nazwa olejku HDAC HDPW m o, g m s, g W, % m oh, g m h, g m s, g W, % Olejek lubczykowy 0,64 50,00 1,28 6,22 5,94 50,00 0,55 Olejek z barszczu Sosnowskiego 1,36 50,00 2,71 7,20 6,60 50,00 1,19 Olejek anyżowy 1,30 50,00 2,61 6,21 5,90 50,00 0,54 (n-heksanu) na ściankach odbieralnika i rozdzielacza oraz strat zaistniałych w wyniku jego odparowania. Obliczona według wzoru (1) i (2) wydajność odnosi się do masy olejku eterycznego uzyskanej z 50 g surowca. Wydajność procesu HDPW obliczono ze wzoru (1): moh W = 100% ms a wydajność procesu HDAC ze wzoru (2): (1) We wzorach tych W oznacza wydajność, m oh sumaryczną masę (I + II rzut) roztworów olejku eterycznego w heksanie, m o masę olejku eterycznego, m h masę heksanu, a m s masę surowca roślinnego. Omówienie wyników badań m = ( o W 100% m Właściwości organoleptyczne otrzymanych olejków eterycznych s Pozyskane olejki eteryczne charakteryzowały się określonym zapachem i kolorem. W niektórych przypadkach cechy te były różne w zależności od zastosowanej metody hydrodestylacji, co zobrazowano w tabeli 3. Tabela 3. Charakterystyka olejków eterycznych Table 3. Characteristics of the essential oils Metoda Olejek Kolor Zapach Umiejscowienie destylacji Lubczykowy HDAC słomkowy charakterystyczny na powierzchni HDPW bezbarwny grzybowy wody Barszczu HDAC bezbarwny ostry, na powierzchni Sosnowskiego HDPW bezbarwny nieprzyjemny wody Anyżowy HDAC zielonkawy HDPW nie można określić ) zbliżony do olejku koprowego, po rozcieńczeniu zapach anyżu anyżowy Skład chemiczny otrzymanych olejków eterycznych na powierzchni wody (2) na powierzchni wody + emulsja olejku w wodzie Na podstawie analizy GC MS olejków eterycznych wykazano, że w skład olejku lubczykowego wchodziło 56 związków (tabela 4). Olejek z barszczu Sosnowskiego zawierał nie więcej niż 41 związków, a z analizy olejku anyżowego wykazano obecność 20 związków. Kompozycję otrzymanych olejków, w zależności od metody ich pozyskania przedstawiono w tabeli 4 6, szeregując składniki według rosnącego czasu retencji (RT). W zestawieniu nie umieszczono składników występujących w ilościach poniżej 0,05%. HDAC okazała się lepszą metodą pozyskiwania olejków eterycznych, gdyż w każdym przypadku wydajność procesu była większa niż w HDPW, co zobrazowano na rys. 1. Ponadto, co jest szczególnie istotne, proces ten umożliwiał zawsze pozyskanie czystego olejku eterycznego. Niestety, podczas przebiegu procesu dochodziło do miejscowych przegrzań surowca roślinnego, co miało miejsce w przypadku nasion lubczyku ogrodowego. HDPW przebiegała z mniejszą wydajnością. Podczas procesu nie udało się pozyskać czystego produktu, gdyż w każdym przypadku zachodziła konieczność użycia n-heksanu. Nasiona barszczu Sosnowskiego okazały się najbardziej olejkodajnym surowcem spośród analizowanych materiałów. Z powodu podatności nasion lubczyku na miejscowe przegrzania w procesie HDAC, w wyniku czego dochodziło do rozszczelniania aparatury, otrzymano stosunkowo małą ilość produktu. Olejek anyżowy pozyskano w zadowalającej ilości w przypadku metody HDAC, natomiast w metodzie porównawczej (HDPW) uzyskano go z niską wydajnością. Podczas tego procesu obserwowano tworzenie się emulsji olejku eterycznego w wodzie, która po upływie czasu uległa rozwarstwieniu. Dodatek n-heksanu przyczynił się do uzyskania wyraźnego rozdziału na fazę organiczną i fazę wodną. Produkty procesu HDAC charakteryzowały się bogatszym składem, niż produkty HDPW, czego dowodzą wyniki analizy GC MS. Olejek lubczykowy zawierał dużą ilość związków z frakcji monoterpenowej. Głównym jego składnikiem był monoterpen jednopierścieniowy (β-felandren), stano /11(2012)

4 Tabela 4. Skład chemiczny olejku lubczykowego. LC z procesu HDAC, LD1 z HDPW (I rzut), LD2 z HDPW (II rzut) Table 4. Chemical composition of lovage essential oil. LC hydrodistillation using the Clevenger apparatus, LD1 hydrodistillation with steam (1 projection), LD2 hydrodistillation with steam (2 projection) RT Nazwa związku Nazwa Zawartość składnika, % Pozycja zwyczajowa związku LC LD1 LD2 literaturowa 4,320 4-Metyleno-1-(1-metyloetylo)bicyklo[3.1.0]heksan 0,34 4,431 2,6,6-Trimetylobicyklo[3.1.1]hept-2-en α-pinen 2,60 0,39 6, 8 4,640 2,2-Dimetylo-3-metylenobicyklo[2.2.1]heptan kamfen 0,31 6, 8 5,027 6,6-Dimetylo-2-metylenobicyklo[3.1.1]heptan β-pinen 0,60 6, 8 5,157 3-Metyleno-7-metylo-1,6-oktadien β-mircen 1,70 0,62 6, 8 5,310 2-Etylo-2-heksenal 0,19 5,396 5-Izopropylo-2-metylo-1,3-cykloheksadien α-felandren 3,20 0,95 6, 8 5,569 1-Izopropylo-4-metylo-1,3-cykloheksadien α-terpinen 0,40 8 5,673 1-Metylo-4-izopropylobenzen p-cymen 1,33 6 5,815 (E)-3,7-Dimetylo-1,3,6-oktatrien β-t-ocymen 4,43 3,94 5,839 3-Izopropylo-6-metyleno-1-cykloheksen β-felandren 52,95 37,47 42,16 6, 8 5,981 (Z)-3,7-Dimetylo-1,3,6-oktatrien β-c-ocymen 0,38 6, 8 6,171 1-Izopropylo-4-metylo-1,4-cykloheksadien γ-terpinen 1,41 1,03 6, 8 6,602 1-Metylo-4-(1-metylideno)cykloheksen α-terpinolen 0,28 6, 8 6,724 1,7,7-Trimetylotricyklo[ (2,6)]hep-tan α-tricyklen 0,30 6 7,093 1-Izopropylo-4-metylenobicyklo[3.1.0]heksan sabinen 0,51 0,77 6, 8 7,155 2,6-Dimetylo-2,4,6-oktatrien allo-ocymen 0,49 7,512 (E,E)-2,4-Nonadienal 0,18 7,610 (2Z,4Z,6E)-2,4,6-Undekatrien 0,62 7,917 1-Izopropylo-4-metylo-3-cykloheksen-1-ol terpinen-4-ol 0,49 0,81 6, 8 8,065 4-Izopropylo-2-cykloheksen-1-one krypton 1,42 1,68 8,102 α,α,4-trimetylo-3-cyklohekseno-1-metanol α-terpineol 0,78 0,75 8 8,274 Tetracyklo[ (3,7).0(2,4)]dekan 0,38 8,538 5-Izopropenylo-2-metylo-2-cykloheksen-1-ol t-karwol 0,09 8,815 2-Metylo-3-fenylopropanal 0,24 0,31 8,858 5-Izopropenylo-2-metylo-2-cykloheksen-1-on karwon 0,14 8,944 2,5-Dimetylo-3-winylo-1,4-heksadien 0,11 9,233 p-menta-1,5-dien-7-ol 0,23 9,332 4-Izopropylo-1-cykloheksen-1-karbaldehyd felandral 1,23 1,68 9,461 Octan 1,7,7-trimetylobicyklo[2.2.1]hept-2-ylu octan bornylu 0,19 9,516 Alkohol p-izopropylobenzylu p-cymen-7-ol 0,19 9,645 2-metylo-5-izopropylofenol karwakrol 0, ,481 Maślan 1-metylo-1-(4-metylo-3-cykloheksen-1-ylo)etylu maślan t-β-terpinylu 8,48 10,482 5-Izopropenylo-1-metylo-1-cykloheksen sylwestren 13,35 10,500 3-Metylo-trans-3a,4,7,7a-tetrahydroindan 4,74 10,629 1-Fenylo-1-pentanon walerofenon 0,16 11,373 2,4-Diizopropenylo-1-metylo-1-winylocykloheksan β-elemen 0, ,141 2-Izopropenylo-1-metylo-4-(1-metyloetylideno)-1-winylocykloheksan γ-elemen 0,42 6, 8 12,467 (6E)-7,11-Dimetylo-3-metyleno-1,6,10-dodekatrien t-β-farnesen 0, ,922 1-Izopropylo-7-metylo-4-metyleno-1,2,3,4,4a,5,6,8a-oktahydronaftalen γ-muurolen 0,13 13,033 8-Izopropylo-1-metylo-5-metyleno-1,6-cyklodekadien germakren D 0,14 6, 8 13,138 7-Izopropenylo-4a-metylo-1-metylenodekahydronaftalen β-selinen 0, ,494 Ester kwasu 1-adamantanowego i 4-chlorofenylu 0,23 13,691 (Z)-1,2,3,5,6,8a-Heksahydro-4,7-dimetylo-1-(1-metyloetylo)-naftalen δ-kadinen 0, ,925 1,1,4,7-Tetrametylo-1a,2,3,4,4a,5,6,7b-oktahydro-1H-cyklopropa[e]azulen α-gurjunen 0,12 15,382 Octan 2-(2-propenylo)-fenolu 0,09 15,609 4-Cykloheksylokarbonylo-1,2-dimetylobenzen 0,28 15,898 (3Z)-3-Butylideno-2-benzofuran-1(3H)-one t-3-butylideno-ftalid 1,94 5,71 8,56 6, 8 16,698 1-Izobutylo-4-metylobenzen 14,14 16,728 Tetrahydro-3-benzylo-5-metylo-furan-2-on 16,45 32,45 17,454 2-Metylindan-2-ol 1,16 17,472 N,N-Di-n-propyloanilina 0,58 91/11(2012) 2139

5 wiący 52,95% zawartości olejku LC, a także 37,47% i 42,16% odpowiednio I i II rzutu produktu HDPW. W niewielkich ilościach występował monoterpen jednopierścieniowy α-felandren, którego obecności nie stwierdzono w LD2. Związek stanowił 3,20% i 0,95% odpowiednio LC i LD1. 3-Metylo-trans-3a,4,7,7atetrahydroindan stanowił 4,74% zawartości LC, przy czym jego obecności nie stwierdzono w LD1 i LD2. Związkiem występującym w LC i LD1, (ale nie w LD2) był tetrahydro-3-benzylo-5-metylofuran-2-on, który stanowił odpowiednio 16,45% i 32,45%. Olejek ten zawierał również monoterpeny acykliczne (β-mircen) a także pierścieniowe (γ-terpinen). Przedstawicielem frakcji ftalidowej, z której słynie olejek lubczykowy, był t-3-butylidenoftalid. Jego obecność potwierdzono we wszystkich produktach, w których występował w ilościach 1,94%, 5,71% i 8,56% odpowiednio w LC, LD1 i LD2. Frakcja estrowa występowała w ilości 0,42% w LC i 8,48% w LD1. Różnorodność kompozycji uzyskanych olejków lubczykowych była duża, gdyż tylko 2 związki były obecne we wszystkich olejkach z nasion lubczyku ogrodowego. Obecność 12 związków stwierdzono zarówno w LC jak i LD1, przy czym liczba wszystkich związków wyniosła 54. Produkty HDPW również różniły się składem, gdyż w przypadku LD1 drugim składnikiem występującym w dużych ilościach był tetrahydro-3-benzylo-5-metylofuran-2-on (32,45%), którego nie stwierdzono w LD2. Natomiast LD2 zawierał 1-izobutylo-4-metylobenzen (14,14%) i sylwestren (13,35%), których obecności nie potwierdzono w LD1. Olejek z barszczu Sosnowskiego zawierał głównie estry. W przypadku BC stanowiły one ponad 75% jego zawartości, natomiast BD1 i BD2 zawierały odpowiednio 86,17% i 91,36% estrów. Głównym składnikiem analizowanych olejków z barszczu Sosnowskiego był octan oktylu. Ponadto w skład olejków wchodziły również aldehydy, ketony oraz cykliczne węglowodory nieterpenowe. Różnorodność składu chemicznego poszczególnych olejków z barszczu Sosnowskiego nie była tak duża, jak w przypadku olejku lubczykowego. Na podstawie analizy GC MS wykazano, że 11 związków występowało zarówno w BC, BD1 jaki i BD2, natomiast 12 związków występowało w BC i BD1. W ilości ok 16 % BC, 6,35% BD1 i 5,19% BD2 występował 1-oktanol. Olejek zawierał również niewielkie ilości furanokumaryn (izopsolarenu), pochodnych furanonu oraz lupetazynę, a także monopierścieniowe monoterpeny, np. p-cymen. Olejek anyżowy charakteryzował się dużą zawartością pochodnych fenylopropanu, które stanowiły 59,45% AC, 94,66% AD1 i 97,01% AD2. Głównym składnikiem uzyskanych olejków anyżowych był t-anetol stanowiący ponad 58,75% AC, 93,91% AD1 oraz 96,40% AD2. Potwierdzono także obecność innych pochodnych fenylopropanu, takich jak estragon i aldehyd anyżowy (tylko w AC). Olejek zawierał także frakcję terpenową, w której skład wchodziły monoterpeny monopierścieniowe (0,10% AC) i seskwiterpeny w ilości 2,43% AC i 2,35% AD1. Składy analizowanych olejków anyżowych znacznie różniły się od siebie, w zależności od metody otrzymywania. Tylko 2 związki wystąpiły zarówno w produkcie HDAC jak i obu produktach HDPW, a 8 związków wchodziło w skład AC i AD1. Uzyskane olejki eteryczne wykazywały charakterystyczny zapach, który w przypadku olejku Tabela 5. Skład olejku z barszczu Sosnowskiego. BC z procesu HDAC, BD1 z HDPW (I rzut), BD2 z HDPW (II rzut) Table 5. Chemical composition of essential oil from Sosnowski hogweed. BC hydrodistillation using the Clevenger apparatus, BD1 hydrodistillation with steam (1 projection), BD2 hydrodistillation with steam (2 projection) RT Nazwa związku Nazwa Zawartość składnika, zwyczajowa % Pozycja literaturowa związku BC BD1 BD2 4,609 Propionian 2-metylobutylu 0,06 0,11 5,323 Oktanal 2,34 2,30 1, ,458 Octan heksylu 5,04 1,76 1, ,673 1-Metylo-4-izopropylobenzen p-cymen 0,66 0, ,864 2-Metylomaślan butylu 0,13 0,16 5,925 Propionian butylu 0,38 0,23 6,165 1-Izopropylo-4-metylo-1,4-cykloheksadien γ-terpinen 0,12 6,171 3-Metylobicyklo[4.1.0]heptan 0,31 6,343 1-Oktanol 16,18 6,35 5,19 12, 17 6,509 (1-Metyloetenylo)cyklopentan 0,27 6,786 Propionian heksylu 0,46 0,76 6,878 Octan heptylu 0,12 6,884 t-1,2-dimetylocyklopentan 0,11 7,413 2-Metylopropionian oktylu 3,42 6,87 6, ,801 Octan decylu 0,11 8,040 Maślan heksylu 2,62 7,15 6,42 12, 17 8,102 cis-dek-4-enal 0,32 8,145 Winylocykloheksan 1,51 1,54 1,56 8,262 Dekanal 0,41 0,46 8,385 Octan oktylu 29,45 50,03 62,05 12, 17 8,502 1-Metylocyklohepten 1,05 8,508 Cyklohept-4-enon 0,71 8,704 2-Metylomaślan heksylu 7,35 11,20 10, ,760 3-Metylomaślan heksylu 2,91 2,21 2, ,975 Cyklodek-1-en 0,06 9,615 Propionian decylu 0,11 9,621 Propionian oktylu 0,35 10,334 Izomaślan n-oktylu 5,03 1,14 0, ,654 2-Metoksy-3-(2-propenylo)fenol 0,32 11,115 Ester heksylowy kwasu kaprylowego 1,55 1, ,188 Maślan oktylu 4,13 1,01 12, 17 11,318 4-Izopropenylocykloheksanon 0,27 11,570 Cyklodekan 0,14 0, ,062 2,2-Dimetylopropionian nonylu 7,33 1,54 12,123 3-Metylomaślan oktylu 1,69 0,25 1, ,503 Ester oktylowy kwasu kaprylowego 3,48 0, ,669 1,4-Dimetylopiperazyna lupetazyna 0,25 14,705 Tetradek-13-enal 0,14 17,079 Cyklooktan 0,16 17,177 2H-Furo[2,3-H]-1-benzopiran-2-on izopsolaren, 0,07 angelicin 0,42 12, 17 20,559 5-Dodecylodihydro-2(3H)-furanon 0, /11(2012)

6 Tabela 6. Skład olejku anyżowego. AC z procesu HDAC; AD1 z HDPW (I rzut), AD2 z hydrodestylacji z parą wodną (II rzut) Table 6. Chemical composition of anise essential oil. AC hydrodistillation using the Clevenger apparatus, AD1 hydrodistillation with steam (1 projection), AD2 hydrodistillation with steam (2 projection) RT Nazwa związku Zawartość składnika, % Nazwa zwyczajowa Pozycja związku literaturowa AC AD1 AD2 2,412 Metylocyklopentan 1,08 13,002 cis-2,4a,5,6,9a-heksahydro-3,5,5,9-tetrametylo(1h)benzocyklohepten 1,45 13,101 2-Metoksy-4-metylo-6-propenylofenol 0,24 17,878 Octan 2-metoksy-4-(2-propenylo)fenolu octan eugenolu, octan eugenylu 1,54 17,884 4-Etenylo-1,2-dimetoksybenzen 1,97 18,511 2-Metylomaślan 4-metoksy-2-(3-metylo-2-oksiranylo)fenylu 0,61 20,845 4-Izopropenylo-1-metylo-1-cykloheksen D-limonen 0,10 9, 18 24,411 1-Metoksy-4-(2-propenylo)benzen estragol 0,40 0,75 0,61 9, 18 25,291 1-Metoksy-4-(1-propenylo)benzen t-anetol, izoestragol 58,75 93,91 96,40 25,364 p-metoksybenzaldehyd aldehyd anyżowy 0,11 9, 18 26,582 3-Izopropenylo-1-izopropylo-4-metylo-4-winylo-1-cykloheksen δ-elemen 0, ,162 cis-2,4aα,5,6,7,8,9,9aα-oktahydro-3,5,5-trimetylo-9-metyleno-1h-benzocyklohepten α-himachalen 0, ,525 1,1,4,7-Tetrametylo-1a,2,3,4,4a,5,6,7b-oktahydro-1H-cykloprop[e]azulen α-gurjunen 1,50 1,77 28,580 4-Allilo-1,2-dimetoksybenzen metyloeugenol 0,19 28,648 5-(1,5-dimetylo-4-heksenylo)-2-Metylo-1,3-cykloheksadien α-zingiberen 0,39 0,34 9,18 28,814 1-Metylo-4-(5-metylo-1-metyleno-4-heksenylo)-1-cykloheksen β-bisabolen 0,27 0,24 9, 18, 19 29,017 3-(1,5-Dimetylo-4-heksenylo)-6-metyleno-1-cykloheksen β-seskwifelandren 0,07 18, 19 30,326 Didehydro-cykloizolongifolen 0,06 32,601 Octan 2-metoksy-4-[(1E)-1-propenylo]fenylu octan izoeugenylu, octan izoeugenolu 1,89 33,167 N,N,N',N'-Tetrametylo-1,4-benzenodiamina 0,35 wania olejku eterycznego ma znaczący wpływ na jego skład chemiczny. Właściwości organoleptyczne pozyskanych olejków pokrywają się z danymi literaturowymi, podobnie jak i ich skład chemiczny, który jest zbliżony do podawanego w publikacjach. Wśród zastosowanych surowców najbardziej olejkodajne są nasiona barszczu Sosnowskiego, natomiast najmniej nasiona lubczyku ogrodowego, które są szczególnie podatne na miejscowe przegrzania w procesie HDAC. Otrzymano: Rys. 1. Wydajność procesów pozyskiwania olejków eterycznych Fig. 1. Efficiency of the recovery of essential oils anyżowego zależał od stężenia, gdyż dopiero po rozcieńczeniu olejku n-heksanem odczuwano woń anyżu. Stwierdzono również wpływ stężenia produktów na kolor olejków. W przypadku produktów HDAC, gdzie wydajność procesu była większa, olejki charakteryzowały się określoną barwą. Olejek lubczykowy miał barwę słomkową, a olejek anyżowy zielonkawą). Produkty HDPW były bezbarwne lub barwy nie można było określić, z powodu tworzenia się białej emulsji olejku w wodzie, jak miało to miejsce w przypadku olejku anyżowego. Stężenie nie miało wpływu na kolor olejku z barszczu Sosnowskiego, gdyż w obu metodach otrzymano bezbarwny produkt. Wnioski HDAC jest wydajniejszą metodą pozyskiwania olejków eterycznych niż HDPW. Pozwala ona na otrzymanie produktów w stanie czystym o bogatszym składzie, z czego można wnioskować, że sposób pozyski- 91/11(2012) LITERATURA 1. R.G. Berger, Flavours and Fragrances. Chemistry, Bioprocessing and Sustainability, Springer-Verlag, Berlin/Heidelberg 2007 r. 2. A. Menaker, M. Kravets, M. Koel, A. Orav, C.R. Chimie 2004, 7, M. Amzad Hossain et al., Ind. Crop. Prod. 2008, 27, A. Szweykowska, J. Szweykowski, Botanika, Systematyka, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007 r. 5. J. Lutomski, J. Hasik, Postępy Fitoterapii 2000, 4, 8 [online dostęp ]. 6. P.A.G. Santos, A.C. Figueiredo, M.M. Oliveira, J.G. Barroso, L.G. Pedro, S.G. Deans, J.J.C. Scheffer, Plant Sci. 2005, 168, E. Daukšas, P.R. Venskutonis, B. Sivik, J. Supercrit. Fluids 1999, 15, T. Wolski, A. Najda, E. Hołderna-Kędzia, Postępy Fitoterapii 2004, 3, 119 [online dostęp ]. 9. N. Tabanca, B. Demirci, T. Ozek, N. Kirimer, K. Husnu Can Baser, E. Bedir, I.A. Khan, D.E. Wedge, J. Chromatogr. A 2006, 1117, P.M. Santos i in., Biotechnol. Lett. 1999, 21, R.V. Bluma, M.G. Etcheverry, Food Microbiol. 2008, 25, K.G Tkachenko., Chem. Nat. Compd. 2009, 45, nr 4, A.K. Tomaszkiewicz-Potępa, Z.J. Burgieł, O.Z. Vogt, Wiad. Chem. 2007, 61, A.K. Tomaszkiewicz-Potępa, O.Z. Vogt, Przem. Chem. 2011, 90, nr 7, H. Strzelecka, J. Kamińska, J. Kowalski, E. Walewska, Chemiczne metody badań roślinnych surowców leczniczych, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 1978 r. 16. National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), Research Information Database SDBS, sdbs/cgi-bin/cre_index.cgi?lang=eng (data dostępu: ). 17. Prace niepublikowane Katedry Technologii Organicznej i Procesów Rafineryjnych Wydziału Inżynierii i Technologii Chemicznej PK. 18. P.A.G. Santos, A.C. Figueiredo, M.M. Oliveira, J.G. Barroso, L.G. Pedro, S.G. Deans, A.K.M. Younus, J.J.C Scheffer, Phytochemistry 1998, 48, nr 3, G. Burkhardt, J. Reichling, R. Martin, H. Becker, Pharmaceutisch Weekblad 1986, 8,