Univerzitet u Nišu

Prirodno-matematični fakultet

Departman za hemiju

Analiza heksanskog ekstrakta biljne vrste Artemisia scoparia

Waldst. & Kit.

-Master rad-

Kandidat Mentor

Tamara Mladenović prof. dr Ivan Palić

Niš, 2018.

Прилог 5/1

ПРИРОДНO - MАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ

НИШ

КЉУЧНА ДОКУМЕНТАЦИЈСКА ИНФОРМАЦИЈА

Редни број, РБР:

Идентификациони број, ИБР:

Тип документације, ТД: монографска

Тип записа, ТЗ: текстуални / графички

Врста рада, ВР: мастер рад

Аутор, АУ: Тамара Младеновић

Ментор, МН: Иван Палић

Наслов рада, НР: Анализа хексанског екстракта биљне врсте

Artemisia scoparia Waldst. & Kit.

Језик публикације, ЈП: српски

Језик извода, ЈИ: српски

Земља публиковања, ЗП: Р. Србија

Уже географско подручје, УГП: Р. Србија

Година, ГО: 2018

Издавач, ИЗ: ауторски репринт

Место и адреса, МА: Ниш, Вишеградска 33.

Физички опис рада, ФО:

(поглавља/страна/

цитата/табела/слика/графика/прилога)

6 поглавља; 37 странa; 3 табеле; 6 сликa

Научна област, НО: хемија

Научна дисциплина, НД: органска хемија и биохемија

Предметна одредница/Кључне речи, ПО: хемијски састав, хексански екстракт, GC/MS,

Artemisia scoparia Waldst. & Kit.

УДК 581.192: 582.998.16

Чува се, ЧУ: библиотека

Важна напомена, ВН: Експериментални део рада рађен је у лабораторијама

за органску хемију и биохемију ПМФ-а у Нишу у

оквиру пројекта ОИ 172047

Извод, ИЗ: Надземни делови биљне врсте Аrtemisia scoparia

Waldst. & Kit. прикупљени су у Нишкој Бањи, у близини

Ниша, у фази пуног цветања. Из сувог узорка

изолован је хексански екстракт мацерацијом. Хемијски

састав је одређен анализом GC/MS. Идентификовано

је 125 једињења што чини 99,3% хексанског екстакта.

Најзаступљенија класа једињења хексанског екстакта

су н-алкани, са уделом од 60,2%. Једињење које је

доминатно у хексанском екстракту је нонакосан са

19,4%. Датум прихватања теме, ДП: 17.01.2018.

Датум одбране, ДО: 30.10.2018

Чланови комисије, КО: Председник: др Александра Ђорђевић

Члан: др Снежана Јовановић

Члан, ментор: др Иван Палић

Прилог 5/2

ПРИРОДНО - МАТЕМАТИЧКИ ФАКУЛТЕТ

НИШ

KEY WORDS DOCUMENTATION

Accession number, ANO:

Identification number, INO:

Document type, DT: monograph

Type of record, TR: textual / graphic

Contents code, CC: master work

Author, AU: Tamara Mladenović

Mentor, MN: Ivan Palić

Title, TI: Analysis of the Artemisia scoparia Walts. & Kit.

hexane extract

Language of text, LT: serbian

Language of abstract, LA: english

Country of publication, CP: Republic of Serbia

Locality of publication, LP: Serbia

Publication year, PY: 2018

Publisher, PB: author’s reprint

Publication place, PP: Niš, Višegradska 33.

Physical description, PD:

(chapters/pages/ref./tables/pictures/graphs/

appendixes)

6 chapters; 37 pages; 3 tables; 6 pictures

Scientific field, SF: chemistry

Scientific discipline, SD: organic chemistry and biochemistry

Subject/Key words, S/KW: chemical composition, hexane extract, GC/MS, Artemisia

scoparia Waldst. & Kit.

UC 581.192 : 582.998.16

Holding data, HD: library

Note, N: The experimental part of this master work was performed

in laboratories for organic chemistry and biochemistry of

Faculty of Sciences and Mathematics as a part of a grand

172047

Abstract, AB: Aerial parts of plant species Artemisia scoparia Waldst. &

Kit. were collected in Niska Banja, near Nis, in the stage

of full flowering. Hexane extract was prepared from the

dry sample. The chemical composition was determined by

analysis using GC/MS. 125 compounds were identified,

which makes 99.3% of hexane exctract. The major class

of compounds in the hexane extract is n-аlkanes, with

percentage of 60,2%. The most dominant compound in

the hexane extract is nonacosane, with percentage of

19,4%. Accepted by the Scientific Board on, ASB: 17.01.2018.

Defended on, DE: 30.10.2018

Defended Board, DB: President: dr Aleksandra Đorđević

Member: dr Snežana Jovanović

Member, Mentor: dr Ivan Palić

Eksperimentalni deo ovog rada je urađen u laboratorijama za organsku hemiju i

biohemiju (Departman za hemiju, Prirodno-matematički fakultet, Univerzitet u

Nišu) u okviru projekta 172047.

Veliku zahvalnost upućujem svom mentoru, prof. dr Ivanu Paliću, na korisnim

savetima i sugestijama tokom izrade master rada.

Zahvalnost takođe dugujem doktorantkinjama Jovani Ickovski i Katarini Stepić na

stručnoj pomoći i ukazanom strpljenju tokom izrade ovog master rada.

Ipak, najveću zahvalnost dugujem svojoj porodici i prijateljima na neizmernoj

ljubavi i podršci tokom studiranja.

Hvala Vam!

SADRŽAJ:

1. UVOD I CILJEVI RADA ............................................................................................................................ 1

2. TEORIJSKI DEO ........................................................................................................................................... 4

2.1. SISTEMATIKA BILJAKA ........................................................................................................................ 5

2.1.1. Uvod ............................................................................................................................................ 5

2.1.2. Familija Asteraceae (Glavočike) .................................................................................................. 7

2.1.3. Artemisia scoparia Waldst. & Kit. ............................................................................................... 8

2.2. BILJNI EKSTRAKTI .............................................................................................................................. 10

2.3. DOSADAŠNJA ISPITIVANJA HEKSANSKOG EKSTRAKTA BILJNE VRSTE Artemisia scoparia ............... 14

2.4 GASNA HROMATOGRAFIJA (GC) ....................................................................................................... 15

2.4.1. Uvod .......................................................................................................................................... 15

2.4.2. Gasni horomatograf ................................................................................................................ 166

2.4.3. Parametri identifikacije ............................................................................................................. 17

2.5. GASNA HROMATOGRAFIJA/MASENA SPEKTROMETRIJA (GC/MS) ................................................ 188

2.5.1. Kvantitativna GC/MS analiza ..................................................................................................... 19

3. EKSPERIMENTALNI DEO .......................................................................................................................... 21

3.1. BILJNI MATERIJAL ............................................................................................................................. 22

3.2. IZOLOVANJE HEKSANSKOG EKSTRAKTA ........................................................................................... 22

3.3. ANALIZA HEKSANSKOG EKSTRAKTA BILJNE VRSTE Artemisia Scoparia Waldst. & Kit. .................... 23

4. REZULTATI I DISKUSIJA ............................................................................................................................ 24

4.1. SADRŽAJ HEKSANSKOG EKSTRAKTA BILJNE VRSTE Artemisia Scoparia Waldst. & Kit. .................... 25

4.2. HEMIJSKI SASTAV HEKSANSKOG EKSTRAKTA BILJNE VRSTE Artemisia Scoparia Waldst. & Kit....... 25

5. ZAKLJUČAK .............................................................................................................................................. 33

6. LITERATURA ............................................................................................................................................ 35

1

1. UVOD I CILJEVI RADA

2

Biljni svet podrazumeva kompleks svih biljnih vrsta jednog područja i/ili

vremenskog perioda, odnosno predstavlja inventar biljnih vrsta složen po određenom,

najčešće filogenetskom principu.

Biljke su najstarija živa bića na zemlji i one predstavljaju osnovu biosfere na

Zemlji, omogućavajući život životinjama i čoveku. U toku svoje dugotrajne evolucije

biljke su izgradile i usavršile sopstveni biološki sistem zaštite, stvarajući sve savršenije

aktivne materije.

Lekovite biljke su bile najpristupačniji lek od kada je čovek uočio ovo njihovo

svojstvo pa do danas. Tokom čitave svoje istorije čovek je sticao veštinu u nalaženju

lekovitih biljaka u prirodnoj fitocenozi, u njihovom gajenju i upotrebi pri lečenju [1].

Upotreba bilja u lečenju vodi poreklo iz daleke prošlosti. Veština lečenja biljem

razvijala se kod svih naroda i sačuvala se, negde više, negde manje, kao tradicionalna

ili narodna terapija, popularno nazvana narodna medicina, sve do danas. Mnoge biljke

koje su se uspešno vekovima koristile u tradicionalnoj terapiji, prihvaćene su i u

medicini [2].

Najstarija pismena svedočenja o lekovitim biljkama potiču 6 000 godina pre naše

ere. Opširna svedočenja o njihovoj primeni se ređaju kroz čitav istorijski period nove ere

sve do današnjih dana. Danas je poznato oko 18 000 aromatičnih i 60 000 lekovitih

biljaka. Zbog njihove velike važnosti potrebno ih je dobro poznavati, i to ne samo

njihovu građu i staništa, već i njihov hemijski sastav [1].

Lekovitost biljaka potiče od hemijskih jedinjenja koja su medicinski aktivna. To su

smeše srodnih ili različitih materija poznate ili nepoznate hemijske građe. Kvalitet

lekovitog bilja umnogome zavisi od načina branja i sakupljanja. Koliko će lekovita droga

da sadrži biološki aktivnu materiju, zavisi od uslova u kojima biljka živi, staništa i klime

[3].

Biljne droge su, cele ili sečene, suve, ređe sveže biljke ili delovi biljaka, algi,

gljiva i lišajeva. Preradom biljnih droga primenom ekstrakcije, destilacije, ceđenja,

prečišćavanja, koncentrisanja ili fermentacije dobijaju se biljni preparati. Biljni preparati

obuhvataju sprašene biljne droge, tinkture, ekstrakte, etarska ulja, masna ulja, ceđene

sokove i prerađene eksudate. Oni se smatraju poluproizvodima za izradu biljnih lekova.

Danas, najvažniju grupu biljnih preparata predstavljaju ekstrakti, koji se dobijaju

primenom različitih metoda ekstrakcije [4].

Aromatična i lekovita bilja su važni izvori sekundarnih metabolita, koja imaju

široku upotrebu u kontroli biljnih i ljudskih bolesti, kozmetici, kao i u farmaceutskoj

industriji.

3

U carstvu biljka, porodica Asteraceae obiluje biljkama čija ispaljiva ulja imaju

široku upotrebu, a među njima vodeću ulogu zauzimaju biljke roda Artemisia. Rod se

sastoji od malih biljaka i grmova, koje potiču iz Južne Azije, Severne Amerike i

evropskih zemalja i čini ga oko 500 vrsta.

Hemijski sastav biljaka roda Artemisia proučavali su istraživači iz različitih

regiona sveta. Istraživanjem je utvrđeno da su glavne komponente neki od terpena

(seskviterpeni i monoterpeni) i neka fenolna jedinjenja. Zbog prisistva terpenoida i

seskviterpenskih laktona, od kojih većina ima jake arome i gorak ukus, biljke ovog roda

poznatije su pod uobičajenim imenom „pelini’’.

Ove biljne vrste imaju široku i raznovrsnu primenu u lečenju ljudi i kod biljnih

bolesti, kao i u farmaceutskoj industriji. Ustanovljeno je da se različite biljke ovog roda

primenjuju kao efikasni antimikrobni, insekticidni, antioksidativni, citotoksični, repelentni

i antikonvulzivni agensi [5].

Uzimajući u obzir navedene činjenice, odlučili smo da korišćenjem savremenih

metoda prisutnih u laboratoriji ispitamo:

Količinu i sastav heksanskog ekstrakta iz suvih nadzemnih delova biljke

Artemisia scoparia urbane na teritoriji grada Niša, Niska Banja, Srbija i da na

osnovu dobijenih rezultata uočimo hemotaksonomske karakteristike ove biljne

vrste.

Navedena istraživanja su vršena primenom sledećih metoda:

Priprema heksanskog ekstrakta,

Analiza heksanskog ekstrakta - gasna hromatografija (GC) i kombinacija metoda

gasna hromatografija - masena spektrometrija (GC/MS).

4

2. TEORIJSKI DEO

5

2.1. SISTEMATIKA BILJAKA

2.1.1. Uvod

Sistematika biljaka je deo botanike koji proučava raznovrsnost biljnog sveta i

traži puteve da se ta raznovrsnost svede u logički uređen sistem. Sistematika kao

biološka disciplina izučava ne samo raznovrsnost (i podjedinice unutar vrsta), već i

uzroke njihovog nastanka. Krajnji cilj je u raspoređivanju u sistematske kategorije, na

osnovu stvarnog srodstva svih sadašnjih i ranije živelih biljaka, kao i raspoređivanje tih

grupa u takav logički sistem koji bi odražavao tok istorijskog razvoja biljnog sveta, tj.

njegovu evoluciju [6].

Dakle, sastavni deo ove grane su otkrivanje, opisivanje, imenovanje i tumačenje

raznolikosti biljaka, puteva i procesa njihovog nastanka.

Sistematsku botaniku čine tri glavna područja:

1. Taksonomija

2. Teorija evolucije

3. Filogenija

Taksonomija je područje sistematske botanike koje se bavi opisivanjem biljaka,

identifikacijom, nomenklaturom i klasifikacijom. Objekat kojim se bavi taksonomija je

takson koji je definisan kao skup jedne ili više populacija organizama ili grupa od kojih

taksoni formiraju jedinicu određenog ranga; npr. vrsta, rod, porodica i slično.

Identifikacija je područje taksonomije koje omogućava prepoznavanje određene

jedinke kao člana određenog taksona, primarno vrste.

Nomenklatura je područje taksonomije koje se bavi jednoznačnim imenovanjem

taksona primenom međunarodno prihvaćenih pravila i standarda objedinjenih u

Međunarodnom kodu botaničke nomenklature.

Klasifikacija je potpodručje taksonomije i bavi se grupisanjem organizama u

taksone, koji se nalaze na različitim hijerarhijskim nivoima [7].

Do potrebe za klasifikacijom došlo se zbog prisustva velikog broja biljaka u

prirodi (danas je poznato oko 270 000 biljnih vrsta) i zbog njihovog velikog značaja za

čovečanstvo. Prve klasifikacije biljaka su izvršene na osnovu morfološkog izgleda

njihovog tela. Savremeni sistem klasifikacije postavio je švedski naučnik Karl Line

krajem 18.veka, koji je u nauku uveo binarnu nomenklaturu, prema kojoj su biljne vrste

označene sa dva imena. Prvo ime je oznaka roda, a drugo oznaka vrste.

6

Razrada sistema klasifikacije biljaka uslovila je njihovo grupisanje u različite

taksonomske kategorije - razdele, klase, redove, familije, rodove i vrste.

Vrsta (species) je osnovna i jedina realna taksonomska kategorija, jer jedino se

vrsta može naći u prirodi, dok su sve ostale kategorije više taksonomske kategorije

(veći broj vrsta istog evolucionog porekla i sa većim brojem zajedničkih osobina svrstan

je u zajednički rod, veći broj rodova istog porekla i sličnih morfoloških osobina svrstan je

u zajedničku familiju).

Pored viših taksonomskih kategorija postoje i niže ili infraspecijske kategorije -

podvrsta (subspecies), varijetet i forma. Kod kultivisanih biljaka postoji i jedna veštačka

infraspecijska kategorija, sorta. Posebnu taksonomsku kategoriju predstavljaju hibridi,

koji nastaju ukrštanjem dve različite vrste (u poljoprivrednoj praksi se ovaj termin

pogrešno koristi za neke sorte koje su nastale ukrštanjem dveju različitih sorti iste

vrste).

Prema savremenom sistemu klasifikacije biljaka zasnovanom na njihovom

filogenetskom poreklu, carstvo biljaka (Plantae) se uslovno deli na dva nadrazdela: niže

biljke (Thalophyta) i više biljke (Cormophyta) [8].

Filogenetsko stablo vrste Artemisia scoparia Waldst. & Kit. dato je u Tabeli 1.

Tabela 1. Taksonomija vrste Artemisia scoparia Waldst. & Kit.

Taksonomske kategorije Taksoni

Carstvo (regnum) Plantae

Razdeo (phylum) Magnoliphyta

Klasa (classis) Magnoliopsida

Red (ordo) Asterales

Familija (familia) Asteraceae

Rod (genus) Artemisia

Vrsta (species) Artemisia scoparia

7

2.1.2. Familija Asteraceae (Glavočike)

Red Asterales obuhvata samo jednu familiju - Asteraceae koja je veoma bogata

vrstama. Glavočike su rasprostranjene na celoj Zemljinoj površini, na vrlo različitim

staništima i čine skoro 10% cvetnica [9].

Glavočike su brojna kosmopolitska familija sa 920 rodova i oko 19 000 vrsta. Na

Balkanskom poluostrvu se nalazi oko 913 autohtonih vrsta.

Asteraceae su pretežno zeljaste jednogodišnje i višegodišnje biljke, a inače

mogu biti drveće, šiblje, lijane, a mogu se javiti i kao kaktusoidni oblici. Listovi su

pretežno naizmenični, ređe naspramni dok su cvetovi sedeći, zbijeni i grupisani u

glavičaste cvasti. Sa donje strane glavice se razvija opšta čašica čija je osnovna uloga

da štiti cvast i ona je sastavljena od zelenih listića nastalih metamorfozom vegetativnih

listova. Treba je razlikovati od prave čašice koja je redukovana i pretvorena u papus, ili

je preobražena u kratke dlačice, čekinje, končast rub ili potpuno nedostaje. Njena uloga

je u raznošenju plodova vetrom. Krunica se uglavnom sastoji iz 5 sraslih listića i može

biti cevasta i ježičasta pa se na osnovu toga mogu razlikovati cevasti i ježičasti cvetovi

[8].

Cevasti cvetovi imaju krunicu pri dnu sraslu u cev, a u gornjem delu je jasno

petozuba. Ježičasti cvetovi imaju pri dnu kraću kruničnu cev, i dalje se nastavlja

ježičasta krunica od pet uzdužno sraslih listića koja se završava sa pet sitnih zubaca.

Za kruničnu cev pričvršćeno je pet prašnika. Izgled cvetova ove familije biljaka dat je na

Slici 1. Plodnik je od dva oplodna listića i sadrži jedan antropan semeni zametak [9].

Slika 1. 1. glavica s cevastim i jezičastim cvetovima, 2. glavica sa samim jezičastim

cvetovima, 3. cevasti cvet, 4. jezičasti cvet, 5. različiti cvetovi

8

Neke vrste se uzgajaju kao veoma korisne kulture: suncokret (Helianthemus

annus), čičoka (Helianthus tuberosus), neven (Calendulla officinalis) i druge. Brojne

vrste iz familije glavočika spadaju u lekovite biljke. Kao najpoznatije vrste izdvajaju se

kamilica (Matricaria chamomilla), hajdučka trava (Achillea millefolium), podbel

(Tussilago farfara) i pelin (Artemisia absinthium) [8].

Asteraceae, pored raznolikog izgleda (građa cveta, ploda i cvasti), predstavljaju

jednu prirodnu celinu, pa je zbog toga nemoguće deliti ih ne samo u više familija već ni

izdvajati u pojedine potfamilije. Na osnovu građe glavičaste cvasti ali i nekih drugih

osobina sve Asteraceae se mogu podeliti u dve potfamilije: Asteroidae (Tubuliflorae) i

Cichorioideae (Liguliflorae) [10].

2.1.3. Artemisia scoparia Waldst. & Kit.

Rod Artemisia koji pripada porodici Asteraceae (ranije Compositae), poznat pod

nazivom „pelin’’, je rod gorkih aromata i poznat je po stotinama vrsti, sorti i hibrida. Od

Siberije preko Azije se širi od 200 do 400 varijeteta na Bliski Istok, u Severnu Afriku,

Evropu i na kraju i do Severne Amerike. Sa izuzetkom nekoliko vrsta u tropskim

predellima, ovaj rod je nastao i pripada suvim podnebljima severne hemisfere. Uspevaju

u toplijim i sušnim predelima i mogu preživeti na skoro pustom tlu. To što uspevaju u

ovakvim uslovima je verovatno jedan od razloga zbog kojih su vrste ovog roda preživele

više od 3 000 godina. U to doba, bilo koja biljka koja je bila gorka smatrala se toksičnom

pa je ova biljna vrsta bila povezana sa tugom, patnjom i nesrećom. Izgleda kao

paradoks da je Artemisia nazvana po Artemisi uzvišenoj Grčkoj boginji meseca i

čednosti. Veliki broj biljaka je srebrno bele ili sivo zelene boje, podseća na mesečinu i

čistoću, neke su tamno zelene, a neke su smeđe-ljubičaste. Bele vrste su posebno

atraktivne [11].

Artemisia scoparia Waldst. & Kit., poznatija pod nazivom bezlisni pelin ili žuta

metla, je visoka, razgranata biljna vrsta blagog mirisa. Sama biljka popularna je u među

baštovanima kao kultivisani ukras. U iranskoj tradicionalnoj medicini neki delovi biljke

koristili su se za hiperlipemiju, hipoglikemiju, a utvrđena je i njena antibakterijska, anti-

inflamatorna aktivnost i diuretičko dejstvo. Takođe, sveže listove stanovnici Irana

upotrebljavali su i kao začine. Ekstrakt biljke koristi se kao purgativ, za lečenje ušiju i

groznice. Poznato je da je jedinjenje „skoparon’’ ,koje je pronađeno u A.scoparia,

veoma značajno za razvoj boljih imunosupresivnih agenasa. Etarska ulja pokazuju

snažnu insekticidnu aktivnost [12].

9

Biljka je poznata po svojoj upotrebi u domaćem sistemu medicine kao antipiretik,

antiseptik, diuretik i purgativ. Štaviše, infuzije napravljene od cele biljke se tradicionalno

koriste za lečenje žutice i drugih poremećaja jetre.

Fitohemijskim ispitivanjima biljnog materijala utvrđeno je prisustvo brojnih

jedinjenja uključujući flavonoide (kvercetin, rutin i kempferol), fenolna jedinjenja

(hlorogenična kiselina, kofeinska kiselina, pirogalol i vanilin), karotenoide, L-askorbinsku

kiselinu i holin. Međutim, biljni ekstrakt ili njegovi sastojci nisu široko proučavani

farmakološki [13].

A.scoparia je jednogodišnja do dvogodišnja termofilna biljka, visoka 30 – 100 cm.

Stabljika ove biljke je gusto razgranata, crvenkasta. Listovi su sivkastozeleni, goli ili

svilasto dlakavi. Listovi rozete su dvostruko, perasto deljeni a režnjevi lancetasti, u

vreme cvetanja fale. Cvetovi su u crvenkastim piramidalnim cvastima. Glavice su

okrugle, 1,5 - 2 mm velike i vise na kratkim drškama. Biljka raste mestimično pored

puteva, na strnjini, na rudinama, od nizija pa sve do planinskih oblasti. Evroazijski je

florni element u blagom širenju. Lekovita, ali alergena biljka. U nekim Evropskim

zemljama je zakonom zaštićena kao retkost [14].

Slika 2. Artemisia scoparia Waldst. & Kit.

10

2.2. BILJNI EKSTRAKTI

Ekstrakcija predstavlja izdvajanje i koncentrisanje određenih sastojaka iz biljnih i

životinjskih tkiva pomoću selektivnih rastvarača primenom standardnih procedura.

Najčešće korišćene metode ekstrakcije su: maceracija, dvostruka maceracija, digestija,

turboekstrakcija, perkolacija, reperkolacija, ultrazvučna protivstrujna ekstrakcija i

cirkulatorna ekstrakcija.

Biljni ekstrakti se dobijaju tako što se usitnjeni delovi biljke, uglavnom suve,

dovode u kontakt sa rastvaračem za ekstrakciju u odgovarajućem uređaju, ekstraktoru.

U narednoj fazi procesa nastaje međuproizvod (miscella, eluat) koji se odvaja od

ostataka biljne droge. U zavisnosti od konzistencije, ekstrakti se mogu klasifikovati kao:

tečni ekstrakti - tečni ekstrakti i tinkture,

polučvrsti ekstrakti - meki (žitki) ekstrakti i

čvrsti ekstrakti - suvi ekstrakti

Tečni ekstrakt se dobija ukoliko se u procesu ekstrakcije koriste tečni ekstragensi

(etanol ili smeša etanola i vode, masna ulja) nakon filtracije. Suvi ekstrakt se može

dobiti ako se nastavi proces uparavanja međuproizvoda u vakuum uparivaču. U ovoj

fazi nastaje polučvrsti ekstrakt od koga se daljim procesom sušenja na odgovarajući

način dobija suvi ekstrakt.

Tečni ekstrakti su preparati tečne konzistencije kod kojih jedan deo

mase/zapremine ekstrakta odgovara jednom delu mase suve biljne droge

upotrebljene za ekstrakciju. Pod tečnim ekstraktima se podrazumevaju i rastvori

suvih ekstrakata u odgovarajućim rastvaračima. Kao sredstvo za ekstrakciju

(solvens) najčešće se koristi voda i razblaženi alkohol. Tinkture su tečni preparati

koji se dobijaju ekstrakcijom osušenih biljnih droga. Pripremaju se postupkom

maceracije ili perkolacije, iz jednog dela droge i 5 (ili 10) delova rastvarača za

ekstrakciju. To su bistre tečnosti koje stajanjem mogu da daju određenu količinu

taloga. Pod tinkturom se podrazumevaju i rastvori suvih ekstrakata u alkoholu,

odnosno razblaženi rastvori tečnih ekstrakata.

11

Meki (žitki) ekstrakti su polučvrsti preparati koji su dobijeni potpunim ili

delimičnim uparavanjem rastvarača koji je korišćen za ekstrakciju. Da ne bi došlo

do promena sastojaka ekstrakta, otparavanje rastvarača se uglavnom obavlja na

nižim temperaturama u vakuum sušnicama. Ovakvi ekstrakti treba da daju

najmanje 70% ostatka posle sušenja.

Suvi ekstrakti su čvrsti preparati dobijeni uparavanjem rastvarača koji je korišćen

za njihovo dobijanje. Gubitak sušenjem obično iznosi 5%. Suvi ekstrakti se

koriste kao pojedinačni ili u mešavinama uz dodatak materija koje poboljšavaju

njihovu rastvorljivost. Tako se, na primer, dobijaju instant čajevi koji se rastvaraju

u toploj vodi i koriste.

Veliki je broj tradicionalnih metoda (maceracija, digestija, perkolacija) i novijih

postupaka koji se mogu primeniti za izradu ekstrakata iz droga. Izbor metode zavisi od

strukture biljne sirovine, osobina aktivne supstance i tehnoloških mogućnosti.

Uobičajeno je da se metode ekstrakcije dele na:

diskontinuirane (maceracija, dvostruka maceracija, turboekstrakcija i ekstrakcija

u aparatu Ultra-Turrax)

kontinuirane (perkolacija, reperkolacija, ultrazvučna ekstrakcija)

Maceracija predstavlja jednokratnu ekstrakciju propisano usitnjene droge

propisanim rastvaračem na sobnoj temperaturi. Prednost ove metode je upotreba

hladnog rastvarača, čime se smanjuje razgradnja aktivnih materija.

Dvostruka maceracija je ekstrakcija propisano usitnjene droge propisanim

rastvaračem, pri sobnoj temperaturi, dva puta uzastopno, a primenjuje se za ekstrakciju

droga grube konzistencije.

Digestija predstavlja oblik maceracije pri kome se koristi toplota tokom

ekstrakcije. To je jednokratna ekstrakcija usitnjene droge propisanim rastvaračem na

temperaturi od 50°C.

Turboekstrakcija je postupak ekstrakcije koji se izvodi tako da se droga,

prelivena rastvaračem, obrađuje odgovarajućim sekačima, koji se obrću velikom

brzinom (oko 10 000 obrtaja u minuti) i rotirajući dodatno usitnjavaju drogu. Proces se

vrši u zatvorenoj posudi gde je onemogućen gubitak rastvarača, a temperatura

ekstrakcije ne sme preći 40°C.

12

Perkolacija (percolare - pomoću kapi) je kontinuirana ekstrakcija propisano

usitnjene droge na sobnoj temperaturi, koja se izvodi proticanjem propisanog rastvarača

kroz stub droge u perkolatoru. Proces ponovne perkolacije biljnog materijala dobijenim

perkolatom je reperkolacija.

Ultrazvučna ekstrakcija uključuje korišćenje ultrazvuka sa frekvencijama u

rasponu od 20 do 2 000 kHz, što povećava propustljivost ćelijskih zidova i proizvodi

kavitacije. Za ovu ekstrakciju se koriste ultrazvučna kupatila ili ultarzvučne sonde.

Predstavlja brzu, ekonomičnu i efikasnu ekstrakciju [4].

Nezavisno od primenjene tehnike, proces ekstrakcije se sastoji iz sledećih faza:

rastvaranje rastvorka u rastvaraču

odvajanje ekstrakta od iscrpljenog biljnog materijala

ispiranje čvrstog ostatka rastvaračem

Tehnika ekstrakcije čvsto - tečno koja se najviše koristi je maceracija. Kod

ekstrakcije iz biljne sirovine, željene supstance se nalaze unutar ćelije kod sveže i

nabubrele sirovine ili na zidovima ćelije kod suve sirovine. Kod ova dva slučaja, proces

ekstrakcije čvrsto - tečno se razlikuje.

Kod osušene biljne sirovine, proces ekstrakcije se sastoji iz više faza:

1. prodiranje rastvarača u biljnu sirovinu

2. kvašenje supstanci koje se nalaze unutar ćelija

3. rastvaranje ekstraktivnih supstanci sa ćelijskih zidova

4. difuzija ekstraktivnih supstanci kroz pore ćelijskih zidova

5. prenos ekstraktivnih supstanci sa površine biljne sirovine u rastvor

1) Rastvarač prodire u biljnu sirovinu pod uticajem kapilarnih sila. Biljni materijal

ima ogroman broj pora kapilarnog tipa, zbog čega rastvarač prodire u tkiva po

kapilarama i popunjava ćelije i druge šupljine u sirovini. Vreme popunjavanja kapilara i

ćelija rastvaračem može biti veoma veliko, zbog vazduha koji se nalazi u kapilarama i

ćelijama biljnog materijala.

2) Ovaj proces zavisi od hemijske sličnosti supstanci i rastvarača i odigrava se

istovremeno sa prodiranjem rastvarača u biljnu sirovinu. Površinski aktivne supstance

poboljšavaju proces kvašenja i prodiranja rastvarača u biljnu sirovinu.

13

3) Brzina procesa rastvaranja ekstraktivnih supstanci bez obzira gde se nalaze

zavisi od njihove rastvorljivosti u rastvaraču, koja je određena njihovom prirodom i

prirodom rastvarača i temperaturom. Koncentracija rastvora zavisi od odnosa biljne

sirovine i rastvarača i povećava se sa vremenom smanjujući brzinu rastvaranja.

4) Prenos mase unutar biljne sirovine uključuje difuziju ekstraktivnih supstanci

kroz ćelijski rastvor i kroz ćelijske zidove. Brzina difuzije u ćelijskom rastvoru zavisi od

broja i veličine ćelija, a brzina prenosa mase kroz ćelijske zidove od više faktora:

debljine i broja slojeva, broja i veličine pora u ćelijskom omotaču i broja omotača.

Proces difuzije kroz pore zida je određen debljinom i šupljikavošću zida.

5) Najjednostavnija teorija filma pretpostavlja da se difuzija supstanci vrši kroz

nepokretan film rastvarača oko čvrstih čestica. Brzina prenosa ekstraktivnih supstanci

određena je koeficijentom prenosa mase i razlikom koncentracije zasićenog rastvora i

koncentracije na površini biljnih čestica.

Na tok ekstrakcije iz biljne sirovine utiče veliki broj faktora, koji se mogu podeliti u

dve grupe:

faktori određeni tehnološkim karakteristikama biljne sirovine i

faktori koji utiču na prenos mase unutar čestice biljne sirovine i u rastvoru

Najvažnije tehnološke karakteristike biljne sirovine su: stepen usitnjenosti

sirovine, sadržaj vlage, površina čestice, sadržaj aktivnih i ekstraktivnih supstanci,

brzina i stepen bubrenja biljne sirovine i količina rastvarača koja je adsorbovana u biljnoj

sirovini.

Hidrodinamički uslovi imaju uticaj na prenos mase kroz difuzioni podsloj i u masu

rastvora. Povoljniji hidrodinamički uslovi postižu se mešanjem, vibracijom, cirkulacijom.

Tip rastvarača (polarni, slabo polarni i nepolarni) ima veliku ulogu u procesu ekstrakcije.

Izbor rastvarača za ekstrakciju zavisi od stepena hidrofilnosti supstance [15].

14

2.3. DOSADAŠNJA ISPITIVANJA HEKSANSKOG

EKSTRAKTA BILJNE VRSTE Artemisia scoparia

Iako su hemijski sastav i biološka aktivnosti etarskog ulja biljne vrste A. scoparia

veoma proučavani, ne postoje dovoljni podaci ispitivanju ekstrakata. Dakle, po našem

saznanju, ovo je prvi put da iko izveštava o hemijskom sastavu i antimikrobnoj aktivnosti

heksanskog ekstrakta A. scoparia.

Broj identifikovanih komponenata iz heksanskog ekstrakta je bio 125 (99,3% od

ukupnog broja). Najvažnija klasa jedinjenja identifikovanih u ekstraktu su bili n-alkani sa

udelom od 60,5% ukupnog ekstrakta. Najzastupljanija komponenta je bila nonakosan sa

19,4%, a ostala jedinjenja prisutna u značajnim količinama su hentriakontan 11,0%,

heptakosan 9,0%, kapilen 5,8%, stigmasterol 5,5%.

Glavna klasa jedinjenja u heksanskom ekstraktu su n-alkani. Odnos između

monoterpena i seskviterpena u heksanskom ekstraktu je bio oko 0,6. Odnos između

ugljeničnih seskviterpena i oksigenovanih seskviterpena iznosio je oko 0,1. Procenat

sterola u ekstraktu je bio oko 9,9%. Procenti sva tri identifikovana sterolna jedinjenja iz

heksanskog ekstrakta su: stigmasterol (5.5%), γ-sitosterol (2.5%) i α- amirin (1.9%).

Nisu dostupni nikakvi literaturni podaci o isparljivim komponentama ekstrakta

Artemisia scoparia, ali postoje podaci o hemijskom sastavu etarskog ulja ove biljke.

Prethodna analiza etarskog ulja A. scoparia pokazala je da postoje značajne razlike u

hemijskom sastavu ulja. Kapoor je utvrdio da su glavne komponente ulja A. scoparia iz

Indije β-mircen, γ- terpinen, p-cimen i neral [16].

U Artemisia. scoparia iz Indije monoterpeni su iznosili oko pola ukupnog sadržaja

ulja a γ- terpinen i eugenol su bile glavne komponente [17]. Kaur je otkrio da su glavna

klasa jedinjenja ulja A. scoparia iz Indije ugljovodonični monoterpeni, dok su

dominantne komponente bile β- mircen, p-cimen i limonen [18]. Singh je utvrdio da su

glavna jedinjenja etarskog ulja dobijenog iz mladih listova A. scoparia iz Indije β-

mircene i p-cimen, dok su kod ulja dobijenog iz zrelih listova p-cimen i cenaftalen [19].

Etarsko ulje A. scoparia iz Južne Koreje bilo je bogato 1,8-cineolom (21,5%), kamforom

(11,01%) i β-kariofilenom [20]. Dominantna klasa jedinjenja su bili oksigenovani

monoterpeni. Safaei-Ghomi je otkrio da je ulje iz Irana sadržalo visok nivo 1-fenil-penta-

2,4-diina, β -pinena, limonena i (E)-β -ocimena [21]. Etarsko ulje A. scoparia iz

Tadžikistana u najvećoj količini sadržalo je fenildiacetilen 2,4-pentadiinil-benzen i

kapilen [22].

15

Može se pretpostaviti da je hemijski sastav isparljivih komponenti ispitanih

nepolarnih ekstrakata mora biti sličan hemijskom sastavu etarskog ulja izolovanog iz

istih biljnih vrsta. Međutim, nisu primećene značajne sličnosti, čak ni u pogledu

dominantnih komponenti. Iz prethodno pomenutog, može se zaključiti da se hemijski

sastav etarskog ulja i ekstrakta ove biljne vrste znatno razlikuje, što bi moglo biti

posledica brojnih faktora kao što su genotip, uslovi okoline, klima, faza razvoja biljaka,

period žetve i drugo.

2.4 GASNA HROMATOGRAFIJA (GC)

2.4.1. Uvod

Pod hromatografijom se podrazumevaju analitičke metode kojima se hemijska

jedinjenja razdvajaju na osnovu različitih raspodela između dve faze od kojih je jedna

pokretna a druga nepokretna. Kod gasne hromatografije (GC) nepokretna faza je tečna

ili čvrsta, a pokretna je gasovita i čine je inertan noseći gas i pare jedinjenja koja se

razdvajaju. Do dodira između ove dve faze dolazi u takozvanoj gasnohromatografskoj

koloni. U zavisnosti od vrste primenjene nepoktetne faze gasna hromatografija se deli

na hromatografiju gas - čvrsto (GSC) i hromatografiju gas - tečno (GLC), koja je daleko

univerzalnija.

Kod najvećeg broja gasnohromatografskih analiza primenjuje se tehnika

eluiranja. Ova tehnika se sastoji u neprekidnom proticanju nosećeg gasa konstantnom

brzinom kroz gasnohromatografski sistem: isparivač – kolona – detektor. Uzorak koji se

analizira unosi se pomoću šprica u zagrejani isparivač gde istog trenutka isparava.

Nakon razdvajanja u koloni, razdvojena jedinjenja zajedno sa nosećim gasom prolaze

kroz detektor gde se registruju kao električni signali. Kriva zavisnosti jačine signala od

vremena predstavlja gasni hromatogram. U uslovima kada je postignuto dobro

razdvajanje, svaki signal odgovara jednom hemijskom jedinjenju i okarakterisan je

vremenom zadržavanja (retencionim vremenom) i površinom.

Prema tome, budući da nam gasni gromatogram pruža podatke o broju

komponenti u smeši, njihovom kvantitativnom odnosu, kao i o njihovoj prirodi, ova

metoda nalazi široku primenu u kvantitativnoj i kvalitativnoj analizi.

16

2.4.2. Gasni horomatograf

Većina gasnih hromatografa sadrži sledeće osnovne delove: rezervoar sa

nosećim gasom, merač protoka gasa, isparivač, injektor, gasnohromatografska kolona,

termostat, detektor i pisač. Šema standardnog gasnog hromatografa data je na Slici 3.

Slika 3. Šema standardnog gasnog hromatografa

Kao noseći gas najčešće se koriste H2, He, N2 i Ar. Neophodno je da noseći gas

bude visoke čistoće i da je hemijski inertan u odnosu na uzorak i tečnu fazu jer upravo

od vrste nosećeg gasa zavisi osetljivost detetekcije, a u manjoj meri i efikasnost GC

kolone.Uloga isparivača je da uneti uzorak trenutno prevede u parno stanje. Oblik

isparivača se razlikuje od proizvođača do proizvođača.

GC kolona je cev u kojoj se nalazi nepokretna faza. Uglavnom se izrađuje od

metala (nerđajući čelik, bakar ili aluminijum) ili stakla. Međutim, metali (naročito bakar) i

pored dobrih mehaničkih osobina nisu pogodni, zato što katalizuju hemijske reakcije na

jedinjenjima koja sadrže osetljive funkcionalne grupe (na primer amino, acetilensku ili

halogensku grupu). Kolona se nalazi u posebnom termostatu čija temperatura može

precizno da se reguliše. U upotrebi su pakovane i kapilarne kolone, koje su znatno

efikasnije.

17

Detektor je direkno povezan sa izlazom iz kolone, tako da sve što je sa nje

eluirano (noseći gas + pare ispitivanih jedinjenja) prolazi kroz njega. Uglavnom se

primenjuju takozvani diferencijalni detektori, čiji se princip rada zasniva na neprekidnom

merenju nekog fizičkog svojstva nosećeg gasa koje je u direktnoj vezi sa

koncentracijom pare u njemu.

Najveću primenu imaju termoprovodljivi (TCD) i plameno - jonizacioni (FID)

detektori. Oba detektora su univerzalna i mogu detektovati veliki opseg komponenti sa

širokom varijacijom koncentracije.

Bez obzira o kojoj se GC analizi radi osnovno je da se eksperimentalni uslovi

podese tako da se postigne što bolje razdvajanje za što kraće vreme. To podrazumeva

kratka retenciona vremena, uzane GC kolone i dobru razdvojenost svih maksimuma.

Metode identifikacije jedinjenja pomoću gasne hromatografije mogu se podeliti u

dve grupe:

Gasnohromatografske metode (bez primene drugih metoda);

Gasnohromatografske metode u kombinaciji sa drugim metodama

(instrumentalne ili hemijske).

2.4.3. Parametri identifikacije

Retenciono vreme (tr) predstavlja vreme koje protekne od ubrizgavanja smeše

do pojave maksimuma njegovog signala i preko njega se najčešće izražava dužina

boravka nekog jedinjenja u GC koloni. Poređenje retencionog vremena nepoznatog

jedinjenja sa retencionim vremenom poznatog predstvalja jednu od najčešće

primenjivanih metoda identifikacije.

Retencioni indeksi - Kovats-evi indeksi (I) se primenjuju kod identifikacije

organskih jedinjenja. Ove veličine su izvedene u cilju standardizacije GC podataka i one

povezuju retenciona vremena organskih jedinjenja sa odgovarajućim vrednostima za

n-parafine koji se uzimaju kao standardi. Retencioni indeks nekog jedinjenja je relativna

veličina i predstavlja log t’R izražen preko skale koja je izvedena iz vrednosti log t’R

referentnih n- alkana. Ukoliko se vrednostima log t’R n-alkana prepišu vrednosti n x 100,

gde je n broj C-atoma, dobija se skala retencionih indeksa u kojoj su dva uzastopna

n-alkana razdvojena za 100 jedinica.

18

2.5. GASNA HROMATOGRAFIJA/MASENA

SPEKTROMETRIJA (GC/MS)

Kombinacija GC/MS postala je jedna je od najmoćnijih metoda za identifikaciju

sastojaka složenih smeša organskih jedinjenja. Direkno povezivanje GC kolone sa

masenim spektrometrom omogućeno je zbog velike osetljivosti masenog spektrometra

kao i mogućnosti brzog snimanja masenog spektra (manje od 1 s) čime je omogućeno i

direkno snimanje masenih spektara svih eluiranih jedinjenja.

Analizom ovih spektara dolazi se do struktura jedinjenja sastojaka ispitivane

smeše. Kod ove kombinacije uloga gasne hromatografije se svodi na razdvajanje, a

uloga spektrometrije na detektovanje i identifikaciju komponenti. Šema GC/MS uređaja

data je na Slici 4.

Slika 4. Šematski prikaz GC/MS uređaja

1. boca sa gasom nosačem, 2. injektor, 3. kapilarna kolona, 4. veza između GC i MS, 5.

jonski izvor, 6. maseni analizator, 7. detektor, 8. vakuum sistem, 9. računar.

U sastavu GC/MS sistema, pored snimanja masenih spektara, maseni

spektrometar ima i ulogu GC detektora. Gasni hromatogram se dobija neprekidnim

merenjem ukupne jonske struje (sume svih jona koje postoje u jonskom izvoru za vreme

hromatografije). Maseni spektar se dobija merenjem struja koje potiču od jona

razdvojenih prema m/z (masa/naelektrisanje) vrednostima.

19

Do razdvajanja jona dolazi u analizatorskoj cevi koja se nalazi između polova

magneta. Maseni spektar se predstavlja kao zavisnost jonske struje od m/z vrednosti.

Uobičajeno je da se intenzitet jonske struje u masenom spektru izražava (u %) u

odnosu na intenzitet najobilnijeg jona – osnovnog jona - koji iznosi 100%.

Za razliku od klasičnih GC/MS sistema, najnovija generacija instrumenata je

obavezno povezana sa električnim računarom čime je mogućnost metode znatno

proširena. Pre same analize podešavaju se osnovni GC/MS radni uslovi (temperaturni

program, brzina snimanja masenih spektara, opseg m/z vrednosti u kojima se snimaju

maseni spektri). Tokom hromatografisanja se neprekidno snimaju maseni spektri, a

podaci iz njih se akumuliraju u digitalnom obliku u memoriji računara.

Po završenom hromatorafisanju, moguće je prikazivanje svih izmerenih GC/MS

podataka i to u raznim oblicima. Najčešće se gasni hromatogrami prikazuju kao

promena ukupne jonske struje, tj. sume svih maksimuma u snimljenim masenim

spektrima, u zavisnosti od vremena i rednog broja masenog spektra.

Za identifikaciju jedinjenja koriste se maseni spektri snimljeni u trenucima

najveće čistoće i koncentracije jedinjenja u jonskom izvoru. Sledeći stupanj je poređenje

snimljenih spektara sa spektrima poznatih jedinjenja iz biblioteke računara. Ako se radi

o jedinjenju čiji spekar ne postoji, onda je često moguće, pretpostaviti kom strukturnom

tipu jedinjenje pripada na osnovu sličnosti sa nekim drugim spektrom poznatog

jedinjenja iz biblioteke računara. U ovakvim situacijama neophodna je detaljna analiza

masenog spektra, koja obuhvata izvođenje mehanizma fragmentacije.

2.5.1. Kvantitativna GC/MS analiza

Kod kvantitativne GC/MS analize maseni spektrometar se koristi isključivo kao

GC detektor. Njegove prednosti u odnosu na konvencionalni GC detektor su veća

univerzalnost, kao i mogućnosti selektivne detekcije pojedinih jedinjenja ili klasa. Zbog

toga se ova analitička metoda koristi za određivanje mikrokoličina organskih jedinjenja u

složenim smešama. Mnogobrojni primeri primene ove metode su kvantitativna

određivanja biološki aktivnih jedinjenja kao što su steroidi, prostaglandini, alkaloidi i

mnoga druga.

Kako bi se postigla selektivna detekcija pojedinih jedinjenja neophodno je

merenje promene jonske struje koja potiče samo od jednog jona, karakterističnog za

jedinjenje koje se kvantitativno određuje.

20

Postoje tri načina merenja intenziteta izabranih jonskih struja:

Masena hromatografija

Detekcija jednog jona

Masena fragmentografija ili detekcija više jona [24].

21

3. EKSPERIMENTALNI DEO

22

3.1. BILJNI MATERIJAL

Biljni materijal vrste Artemisia scoparia ubran je na teritoriji grada Niša, Niška

Banja, Srbija 2017. godine i sušen na sobnoj temperaturi. Biljni materijal je identifikovao

profesor dr Bojan Zlatković i vaučer primerak je deponovan u herbarijumu Prirodno-

matematičkog fakulteta (Niš, Srbija) pod brojem 13814. Kao biljna sirovina za

ekstrakciju u ovom radu korišćen je suvi nadzemni deo biljke usitnjen na sitne komade

dužine 5 mm.

3.2. IZOLOVANJE HEKSANSKOG EKSTRAKTA

Suvi i usitnjeni nadzemni delovi biljke (10 g) stavljeni su u erlenmajer i

potopljeni sa 100 ml heksana (HPLC čistoće). Smeša je potom tretirana u

ultrazvučnom kupatilu u roku od 30 minuta, nakon čega je ostavljena na tamnom

mestu i sobnoj temperaturi sledećih 72 h uz povremeno mešanje. Nakon toga

ekstrakt je odvojen filtracijom, uparavan do suva na rotacionom vakuum uparivaču i

čuvan na hladnom i tamnom mestu do analize. Dobijeno je 0,09 g heksanskog

ekstrakta koji je spreman za dalju analizu.

Prinos (% )

Masa droge: 10 g

Masa ekstrakta: 0,09 g

23

3.3. ANALIZA HEKSANSKOG EKSTRAKTA

BILJNE VRSTE Artemisia Scoparia Waldst. & Kit.

Hemijski sastav ekstrakta analiziran je pomoću GC/MS metode snimanjem na

gasnom hromatografu Agilent Technologies 7890A koji je opremljen kapilarnom

kolonom HP-5MS (5% fenilmetilsiloksana, 250 µm x 25 mm, debljina filma 0,25 µm,

Agilent Technologies, Santa Clara, CA, SAD) i spojen sa 7000 MS/MS trostrukim

kvadrupolnim sistemom, koji rade u MS1 režimu skeniranja iste kompanije.

Režim rada GC/MS-a je bio sledeći: temperatura injektora je bila 250°C a

unutrašnje površine 280°C; temperatura pećnice programirana na 70°C za 2,25 min,

zatim na 70-300°C pri brzini grejanja od 5°C/min, a zatim se izotermalno drži 10

minuta; noseći gas je bio heliujm sa protokom od 1,0 ml/min, sa režimom

konstantnog proticanja, vakuum izlaz (23,39 cm/s prosečna brzina); injektovano je 5

µl od 1/100 razblaženog rastvora u dietil etru, odnos rastvora 20 : 1. Uslovi MS su bili

sledeći: jonizacioni potencijal 70 eV, opseg akvizicije 35-500, vreme skeniranja 0,32

sekundi.

GC analiza je izvedena pod istim eksperimentalnim uslovima, korišćenjem iste

kolone kao što je opisano za GC/MS. Procenat sastava ekstrakta izračunava se iz

područja vršnih područja GC bez upotrebe korekcijskih faktora.

Ekstraktne komponente su identifikovane upoređivanjem njihovih linearnih

retencionih indeksa (u odnosu na C8-C40 alkane na koloni HP-5MS) sa vrednostima

datim u literaturi i njihovim MS sa onima Wiley iz 6, NIST11, Agilent Mass Hunter

Workstation B.06.00 softvera i domaće MS biblioteke sa spektrima koja odgovara

čistim supstancama i komponentama primenom AMDIS softvera (Automatizovana

masovna spektralna dekonvulacija i identifikacioni sistem, verzija 2.1, DTRA / NIST,

2011).

24

4. REZULTATI I DISKUSIJA

25

4.1. SADRŽAJ HEKSANSKOG EKSTRAKTA BILJNE

VRSTE Artemisia Scoparia Waldst. & Kit.

Prinos biljnog ekstrakta izračunat je na osnovu količine suve biljke koju smo

koristili za ekstrakciju (10 g) i biljnog ekstrakta dobijenog nakon završenog postupka

ekstrakcije (0,09 g) i iznosi 0,9%.

Prinos heksanskog ekstrakta (%)

4.2. HEMIJSKI SASTAV HEKSANSKOG EKSTRAKTA

BILJNE VRSTE Artemisia Scoparia Waldst. & Kit.

Rezultati ispitivanja hemijskog sastava heksanskog ekstrakta dati su u Tabeli 2.

U tabeli su prikazana jedinjenja koja su identifikovana u heksansom ekstraktu prikazana

po redosledu euliranja na HP-5MS koloni.

Slika 5. Hromatogram heksanskog ekstrakta biljne vrste Artemisia scoparia

26

Tabela 2. Hemijski sastav heksanskog ekstrakta biljne vrste Atremisia scoparia Waldst. &

Kit.

Jedinjenja RI RL HE % Klasa

1. Alil izovalerat 935 931 t O

2. (E)-2-heptenal 950 947 t O

3. Benzaldehid 953 952 t O

4. Heksanska kiselina 965 967 t O

5. Fenol 975 972 t O

6. (2E,4E)-heptadienal 1000 1005 t O

7. (2E)- heksanska kiselina 1002 1005 t O

8. Limonen 1025 1024 t M

9. 1,8-cineol 1030 1026 t MO

10. Artemisia keton 1060 1056 t MO

11. Heptanska kiselina 1064 1062 t O

12. Acetofenon 1063 1059 t O

13. trans-sabinen hidrat 1099 1098 t MO

14. n-nonanal 1104 1100 t O

15. α-kamfolenal 1123 1122 t MO

16. cis-p-menta-2,8-dien-1-ol 1137 1133 t MO

17. Nopinon 1140 1135 t O

18. cis-pinen hidrat 1143 1139 t MO

19. Kamfor 1146 1141 t MO

20. Benzoeva kiselina 1157 1163 t O

21. Lavandulol 1168 1165 t MO

22. Terpinen-4-ol 1178 1174 t MO

23. p-cimen-8-ol 1183 1179 t MO

24. α-terpineol 1191 1186 t MO

25. Mirtenal 1200 1195 t MO

26. n-dekanal 1205 1201 t O

27

27. trans-karveol 1220 1215 t MO

28. Karvon 1244 1239 t MO

29. Havikol 1250 1247 t O

30. Nonanska kiselina 1262 1267 t O

31. 2,4-pentadiinil- benzen 1287 1285 0,1 P

32. Karvakrol 1301 1298 t MO

33. Undekanal 1307 1305 t O

34. (2E,4E)-dekadienal 1317 1315 t O

35. (Z)-3-heksenil tiglat 1323 1319 t O

36. Eugenol 1360 1356 4,8 MO

37. Izoleden 1375 1374 t S

38. α-kopaen 1379 1374 t S

39. α-izokomen 1390 1387 t S

40. 1-tetradeken 1391 1388 t O

41. Vanillin 1397 1393 0,2 O

42. (E)-kariofilen 1420 1417 0,3 S

43. Lavandulilisobutanoat 1423 1421 t MO

44. Etil-vanillin 1456 1452 t O

45. 2,3,7-trimetildekan 1461 1466 t O

46. 9-epi-(E)-kariofilen 1469 1464 t S

47. ar-kurkumen 1483 1479 0,2 S

48. β-selinen 1487 1489 t S

49. 1-pentadeken 1491 1492 t O

50. Kapilen 1497 1493 5,8 P

51. Lavandulil izovalerat 1510 1509 t SO

52. Butilovani hidroksitoluen 1517 1514 t O

53. δ-kadinen 1527 1522 t S

54. Dihidroaktinidiolid 1541 1538 t O

55. α-Kalakoren 1546 1544 t S

28

56. (E)-Nerolidol 1560 1561 t SO

57. Dodekanska kiselina 1565 1565 t O

58. cis-kariofilen okid 1574 1572 t SO

59. Spatulenol 1580 1577 3,0 SO

60. ar-tumerol 1585 1582 t SO

61. trans-kariofilen okid 1586 1582 1,6 SO

62. Citronelil 2-metilbutanoat 1589 1587 t O

63. Salvial-4(14)-en-1-on 1596 1594 t SO

64. Junenol 1617 1618 0,3 SO

65. 1-epi-kubenol 1623 1627 0,2 SO

66. (E)-Seskuilavandulol 1636 1631 0,2 SO

67. Kapillin 1640 1637 4,6 P

68. Kariofila-4(12),8(13)-dien-5-α-ol 1642 1639 t SO

69. Hinesol 1644 1640 t SO

70. β-eudesmol 1653 1649 0,8 SO

71. epi-α-bisabolol 1680 1683 0,2 SO

72. Germakra-4(15),5,10(14)-trien-1 α-1-ol

1682 1685 0,3 SO

73. Amorfa-4,9-dien-2-ol 1697 1700 t SO

74. Longifolol 1714 1713 0,2 SO

75. Nootkatol 1716 1714 t SO

76. Valerenal 1718 1715 t SO

77. izo-longifolol 1723 1728 t SO

78. Kriptomerion 1725 1724 t SO

79. 4-Hidroksi-3-metoksifenilaceton 1736 1735 1 O

80. (E)-seskuilavandulil acetat 1739 1739 0,3 SO

81. Oplopanon 1744 1739 t O

82. β-bisabolenol 1785 1789 t SO

83. Fenantren 1790 1789 t O

84. izo-longifolol acetat 1821 1819 t SO

29

85. Neofitadien 1835 1830 t O

86. Fiton 1845 1843 0,1 O

87. cis-tujopsenska kiselina 1860 1863 t SO

88. Diizobutil ftalat 1872 1872 t O

89. Nonadekan 1899 1900 t A

90. Metil palmitat 1924 1927 t O

91. Heksadekanska kiselina 1961 1959 t O

92. Dibutil ftalat 1966 1967 t O

93. Skoparon 1980 1984 1,8 C

94. 13-epi-manool oksid 2009 2009 t SO

95. Oktadekanal 2020 2021 t O

96. (Z)-falkarinol 2030 2035 t SO

97. (Z)-9-oktadecen-1-ol 2061 2060 t O

98. Dihidrofitol 2081 2078 t O

99. Heneikosan 2097 2100 0,1 A

100. 5-dodeciloksolan-2-on 2106 2106 t O

101. Fitol 2115 2114 t O

102. Oktadekanska kiselina 2159 2159 t O

103. Dokosan 2197 2200 t A

104. (E)-fitol acetat 2222 2218 t O

105. 1-eikosanol 2289 2290 0,2 O

106. Trikosan 2297 2300 0,8 A

107. Metil dehidroabietat 2346 2341 0,6 O

108. Tetrakosan 2396 2400 0,4 A

109. Labd-13-en-8,15-diol 2424 2422 t O

110. Pentakosan 2497 2500 1,8 A

111. Heksakosan 2596 2600 0,8 A

112. Heptakosan 2700 2700 9,0 A

113. Oktakosan 2797 2800 2,8 A

30

114. Skvalen 2831 2833 0,7 O

115. Nonakosan 2904 2900 19,4 A

116. Triakontan 2996 3000 2,7 A

117. Hentriakontan 3100 3100 11,0 A

118. Stigmasterol 3166 3170 5,5 ST

119. Dotriakontan 3196 3200 2,7 A

120. Tritriakontan 3296 3300 2,6 A

121. γ-sitosterol 3349 3351 2,5 ST

122. α-amirin 3380 3376 1,9 ST

123. Tetratriakontan 3402 3400 2,4 A

124. Pentatriakontan 3495 3500 1,6 A

125. Heksatriakontan 3601 3600 2,2 A

Komponente koje su označene su prisutne u procentu > 4,5%

RI – eksperimentalno određeni retencioni indeksi na koloni HP-5MS

RL – literaturni retencioni indeksi

t – jedinjenja prisutna u tragovima (<0,1%)

Tabela 3. Procentualna zastupljenost klasa jedinjenja u analiziranom estraktu

Ukupno identifikovano 99,3%

Monoterpeni 5%

M – ugljovodonični monoterpeni /

MO - oksigenovani monoterpeni 5%

Seskviterpeni 8,1%

S - ugljovodonični seskviterpeni 0,6%

SO - oksigenovani seskviterpeni 7,5%

P - fenildiacetileni 10,5%

A - n- alkani 60,2%

ST - steroli 9,9%

C- kumarini 1,8%

O - ostala jedinjenja 3,8%

31

Analizom heksanskog ekstrakta identifikovane su 125 komponente, koje čine

99,3% heksanskog ektrakta. Na osnovu prikazanih rezultata vidimo da su heksanskom

ekstraktu najzastupljeniji n-alkani sa 60,2%.

Na osnovu Tabele 2. može se zaključiti da heksanski ekstrakt biljke Artemisia

scoparia sadrži znatnu količinu različitih jedinjenja prisutnih u različitoj količini, ali i veliki

broj jedinjenja u tragovima.

Iz Tabele 2. se može zaključiti da je najzastupljenija komponenta u heksanskom

ekstraktu ove biljne vrste nonakosan sa 19,4%, a ostala jedinjenja prisutna u značajnim

količinama su hentriakontan 11,0%, heptakosan 9,0%, kapilen 5,8%, stigmasterol 5,5%,

eugenol 4,8%, kapilin 4,6%. Strukturne formule ovih jedinjenja date su na slici 6.

Nonakosan

Hentriakontan

Heptakosan

32

Kapilen Kapilin

Eugenol

Stigmasterol

Slika 6. Strukturne formule najzastupljenijih komponenata ispitivanog heksanskog ekstrakta

33

5. ZAKLJUČAK

34

U ovom radu je ispitivan hemijski sastav heksanskog ekstrakta suvog

nadzemnog dela biljne vrste Artemisia scoparia Waldst. & Kit. ubrane na teritoriji grada

Niša, Niška Banja, Srbija. Kao tehnika ekstrakcije primenjena je maceracija kao jedna

od najjednostavnijih i najčešće primenjivanih metoda ekstrakcije čvrsto - tečno. Hemijski

sastav ekstrakta analiziran je pomoću GC/MS metode snimanjem na gasnom

hromatografu.

Na osnovu analize možemo zaključiti sledeće:

Prinos heksanskog ekstrakta je 0,9%.

Analizom heksanskog ekstrakta identifikovane su 125 komponente koje čine

99,3% svih prisutnih komponenti. Najzastupljenije komponente u ekstraktu su

nonakosan sa 19,4% a zatim i hentriakontan sa 11,0%.

Najzastupljenija klasa jedinjenja su n-alkani sa 60,2%. Razlog je taj što je za

ekstrakciju korišćen heksan tj. rastvarač niske polarnosti, a kako važi pravilo

„slično se u sličnom rastvara'' ovim rastvaračem su uspešno ekstrahovane

komponente manje polarnosti i većih molekulskih masa. Pored njih u ekstraktu

su prisutni fenildiacetileni, kumarini i steroli, ugljovodonični i oksigenovani

monoterpeni, kao i ugljovodonični i oksigenovani seskviterpeni.

35

6. LITERATURA

36

[1] M. Matović, Lekovita moć bilja, Editprint, Beograd (2000).

[2] N. Kovačević, Osnovi farmakognozije, Treće izdanje, Srpska školska knjiga, Beograd

(2004).

[3] S. Žikić, D. Tobić, G. Žikić, Enciklopedija lekovitog bilja i pečuraka, Pi-press, Pirot

[4] Lj. Savić, Metode ekstrakcije biljnih materijala: uporedna analiza cirkulatorne

ekstrakcije i ekstrakcije primenom superkritičnog ugljen-dioksida, Institut za

proučavanje lekovitog bilja, „dr Josif Pančić'', Beograd (2014).

[5] Abhay K. Pandey, Pooja Singh, The genus Artemisia: A review of on Chemical

Composition, Antimicrobial, Insecticidal and Antioxidant Activities of Essential Oils, Uttar

Pradesh 273009, India, (2017).

[6] B. Tatić, V. Blečić, Sistematika i filogenija viših biljaka, ZZUNS, Beograd (1988).

[7] T. Nikolić, Sistematska botanika- raznolikost i evolucija biljnog svijeta, Alfa d.d., Zagreb

(2013).

[8] V. Ranđelović, Botanika, Biološko društvo ,,dr Sava Petrović”, Niš (2006).

[9] M. Kojić, Botanika, Naučna knjiga, Beograd (1984).

[10] V. Blečić, Sistematika viših biljaka, Drugo dopunjeno izdanje, Zavod za izdavanje

udžbenika socijalističke Republike Srbije, Beograd

[11] http://www.herbsociety.org/file_download/inline/5d817361-5b96-4679-a23d-

27f833cdb1fb

[12] Prof. Abdolhossein Rustaiyan, Afsaneh Faridchehr, Mehdi Bakhtiyari,The Third Review

on the costituents and biological activities of Iranian Artemisia species, Department of

Chemistry, Science and Research Branch, Islamic Azad University, P.O. Box 14515-775

Teheran, Iran (2016).

[13] Anwar H. Gilani, Khalid H. Janbaz, Anisa Lateef, Mohtashim Zaman, Channel blocking

activity of Artemisia scoparia extract, Department of Pharmacology, The Aga Khan

University Medical College, Faculty of Health Sciences, Karachi-74800, Pakistan (1994).

[14] http://bioras.petnica.rs/vrsta.php?id=25114

[15] https://www.scribd.com/document/221846053/Ekstrakcija-cvrsto-tecno

37

[16] Kapoor R, Ali M, Mir SR, Rafiullah MRM. (2004) Essential oil constituents of aerial parts

of Artemisia scoparia Waldst. & Kit., Flavour and Fragrance Journal, 19, 109–111.

[17] Ali M, Chaudhari A, Velasco-Negueruela A, Pérez-Alonso MJ. (2000) Volatile

constituents of Artemisia scoparia Waldst. et Kit. leaves, Journal of Essential Oil

Research, 12, 64-66.

[18] Kaur S, Singh HP, Batish DR, Kohli RK. (2012) Artemisia scoparia essential oil inhibited

root growth involves reactive oxygen species (ROS)-mediated disruption of oxidative

metabolism: In vivo ROS detection and alterations in antioxidant enzymes, Biochemical

Systematics and Ecology, 44, 390–399.

[19] Singh HP, Kaur S, Mittal S, Batish DR, Kohli RK. (2010) In vitro screening of essential oil

from young and mature leaves of Artemisia scoparia compared to its major constituents

for free radical scavenging activity, Food and Chemical Toxicology, 48, 1040–1044.

[20] Cha JD, Jeong MR, Jeong SI, Moon SE, Kim JY, Kil BS, Song YH. (2005) Chemical

composition and antimicrobial activity of the essential oils of Artemisia scoparia and A.

capillaris, Planta Medica, 71, 186-190.

[21] Safaei-Ghomi J, Bamoniri A, Sarafraz MB, Batooli H. (2005) Volatile components from

Artemisia scoparia Waldst. et Kit. growing in central Iran, Flavour and Fragrance Journal,

20, 650–652.

[22] Sharopov F, Setzer WN. (2011) The essential oil of Artemisia scoparia from Tajikistan is

dominated by phenyldiacetylenes, Natural Product Communications, 6, 119-122.

[23] NCCLS, (National Committee for Clinical Laboratory Standards) (1997) Performance

standards for antimicrobial disk susceptibility testing; 6th International Supplement,

Wayne, PA, M2-A6.

[24] S. Milosavljević, Strukturne instrumentalne metode, Hemijski fakultet, Univerzitet u

Beogradu, (1997).