Συγκριτική μελέτη της χημικής σύστασης φυτικών ειδών του γένους Mentha

Abstract

Η μέντα αναφέρεται σαν ένα από τα πιο γνωστά βότανα στον κόσμο. Το όνομά της στα ελληνικά λέγεται “μίνθη” και στα λατινικά “mentha”. Καλλιεργείται σε πολλές περιοχές της γης, αν και αναφέρεται ότι προέρχεται από την Μεσόγειο και την Ασία. Στην Αρχαία Ελλάδα, όπως και σε άλλες περιοχές, τη χρησιμοποιούσαν κατά της δυσπεψίας, των νευρικών διαταραχών, των ιλίγγων, του βήχα, του κρυολογήματος και του πονόλαιμου. Θεωρούνταν επίσης τονωτική, αναζωογονητική, αντισπασμωδική και φυσικά χρησιμοποιούνταν και στη μαγερική για “νοστιμιά”. Οι ιδιότητες της μέντας, που θεωρούνται μέχρι και σήμερα πολλές, είναι ο λόγος που είναι ένα φυτό το οποίο μελετάται αρκετά και ελκύει το εδιαφέρον των επιστημόνων. Στο πείραμα που ακολουθεί μελετήθηκε η μέντα και συγκεκριμένα τρία είδη της: η μέντα (mentha piperita), ο δυόσμος (mentha spicata) και το φλισκούνι (mentha pulegium). Ειδικά, μελετήθηκε η χημική σύσταση των ειδών αυτών, δηλαδή προσδιορίστηκε η σύσταση των πτητικών και μη πτητικών συστατικών τους. Επιπλέον μελετήθηκαν η αντιοξειδωτική ικανότητα των φυτών αυτών, όπως και η περιεκτικότητα των φαινολικών συστατικών τους. Οι τεχνικές που χρησιμοποιήθηκαν για να πραγματοποιήσουμε τα παραπάνω ήταν: GC-MS / Αέρια χρωματογραφία-φασματομετρία μαζών, HPLC / Υγρή χρωματογραφία υψηλής πίεσης, FTIR / Φασματοσκοπία υπερύθρου μετασχηματισμού Fourier (για τη σύσταση), DPPH / Δοκιμή του 2,2-διφαινυλο-1-πικρυλυδραζυλίου (για την αντιοξειδωτική ικανότητα) και FOLIN-CIOCALTEU / Δοκιμή προσδιορισμού ολικών φαινολικών με το αντιδραστήριο Folin-Ciocalteu (για την περιεκτικότητα σε φαινολικά συστατικά). Σκοπός αυτής της εργασίας ήταν η σύγκριση των τριών αυτών ειδών ως προς την χημική τους σύσταση, την αντιοξειδωτική τους ικανότητα και την περιεκτικότητά τους σε φαινολικά συστατικά. Μέσω της αέριας χρωματογραφίας παρατηρήθηκε ότι το φλισκούνι είχε την μεγαλύτερη απόδοση σε αιθέριο έλαιο με κυρίαρχο συστατικό την ισοπουλεγόνη. Στην μέντα, με την αμέσως επόμενη μεγαλύτερη απόδοση σε αιθέριο έλαιο, κυριάρχησε η D-μενθόνη μαζί με την π-μενθαν-1-όλη και την πουλεγόνη και στη συνέχεια στο δυόσμο, με την μικρότερη απόδοση σε αιθέριο έλαιο, κυριάρχησε η καρβόνη. Με τη χρήση της φασματοσκοπίας υπερύθρου μετασχηματισμού Fourier ταυτοποιήθηκαν όλες οι απαραίτητες χαρακτηριστικές ομάδες των ειδών αυτών, οι οποίες ήταν κοινές και στα τρία είδη mentha, όπως καρβονυλικές ομάδες, εστέρες και αλειφατικές ομάδες. Τέλος, με την υγρή χρωματογραφία υψηλής πίεσης εντοπίσαμε πολλές κύριες μη πτητικές ενώσεις (φαινολικές ενώσεις) στη χημική σύνθεσή τους. Το ροσμαρινικό οξύ, το καφεϊκό οξύ, το βανιλλικό οξύ και το π-κουμαρικό οξύ ήταν κάποια από τα βασικά φαινολικά συστατικά και στα τρία είδη. Η απιγενίνη, η λουτεολίνη και η ναρινγκενίνη επίσης ήταν από τις βασικές ενώσεις, αν και στο φλικούνι δεν εντοπίστηκαν, παρά μόνο στην μέντα και το δυόσμο. Όσον αφορά τις δοκιμές του 2,2-διφαινυλο-1-πικρυλυδραζυλίου και του προσδιορισμού ολικών φαινολικών με το αντιδραστήριο Folin-Ciocalteu, αποδείχθηκε ότι αυτά τα τρία είδη έχουν πολύ καλή αντιοξειδωτική ικανότητα, καθώς και μεγάλη περιεκτικότητα σε φαινολικά συστατικά.

Mint is mentioned as one of the most famous herbs in the world. Its name in Greek is called "minthi" and in Latin "mentha". It is cultivated in many parts of the world, although it is said to come from the Mediterranean and Asia. In ancient Greece, as in other areas, it was used against indigestion, nervous disorders, dizziness, cough, cold and sore throat. It was also considered tonic, refreshing, antispasmodic and of course used in cooking to make food tastier. The properties of mint, which are still considered many, is the reason why it is a plant that is widely studied and attracts the interest of scientists. In the following study, mint was studied and specifically its three species: peppermint (mentha piperita), spearmint (mentha spicata) and pennyroyal (mentha pulegium). Specifically, the chemical composition of these species was studied, or in other words, the composition of their volatile and non-volatile components was determined. In addition, the antioxidant capacity of these plants was studied, as well as the content of their phenolic components. The techniques used to perform the above were: GC-MS / Gas chromatography–mass spectrometry, HPLC / High-performance liquid chromatography, FTIR / Fourier-transform infrared spectroscopy (composition), DPPH / Assay of 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (antioxidant capacity) and FOLIN-CIOCALTEU / Assay for determination of total phenolics with Folin-Ciocalteu reagent (phenolic content). The purpose of this study was to compare these three species in terms of their chemical composition, their antioxidant capacity and their phenolic content. Through gas chromatography, it was observed that the pennyroyal had the highest yield in essential oil with the predominant ingredient being isopulegone. Peppermint, with the next highest yield in essential oil, was dominated by D-menthone along with p-menthan-1-ol and pulegone and subsequently spearmint, with the lowest yield in essential oil, was dominated by carbon. Using fourier transform infrared spectroscopy, all the necessary characteristic groups of these species were identified, which were common in all three species of mentha, such as carbonyl groups, esters and aliphatic groups. Finally, high pressure liquid chromatography identified many major non-volatile compounds (phenolic compounds) in their chemical composition. Rosemarinic acid, caffeic acid, vanillic acid and π-coumaric acid were some of the key phenolic components in all three species. Apigenin, luteolin and naringenin were also among the key compounds, although they were not found in pennyroyal, except in peppermint and spearmint. Regarding the assays of 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl and the method for determination of total phenolics with Folin-Ciocalteu reagent, it was proved that these three species have a very good antioxidant capacity, as well as a high content of phenolic components.