Dijana BLAŽEKOVIĆ - DIMOVSKA, Marija SRBINOSKA, Vesna RAFAJLOVSKA

47th Croatian and 7th International Symposium on Agriculture 388

Sadržaj eteričnog ulja u biljci Satureja hortensis L. podrijetlom iz Pelistersko - pelagonijske regije

Dijana BLAŽEKOVIĆ - DIMOVSKA1, Marija SRBINOSKA2, Vesna RAFAJLOVSKA3 1Univerzitet "Sv. Kliment Ohridski"- Bitola, Fakultet biotehniĉkih nauka, Partizanska bb, Bitola, Makedonija (e-mail: dijanablazekovic@yahoo.com) 2Univerzitet "Sv. Kliment Ohridski"- Bitola, Znanstveni duhanski institut, ul. Kiĉevska bb, Prilep, R. Makedonija 3Univerzitet "Sv. Kiril i Metodij"- Skopje, Tehnološko – metalurški fakultet, Skopje, Makedonija

Sažetak

Biljna porodica Lamiaceae (syn. Labiatae) sastoji se od više od 252 roda i 7000 biljnih vrsta. Rod Satureja L. (čubar) uključuje više od 30 vrsta. Cilj ovog rada je određivanje hidrodestilacijske kinetike eteričnog ulja iz suhe herbe Satureja hortensis L., korištenjem aparature po Unger-u. Isto tako, utvrđuje se kako biljni materijal utječe na vrijeme trajanja hidrodestilacije te konačnu količinu eteričnog ulja s ciljem poboljšanja dobivanja istog. Proizvodnja eteričnih ulja i njegov sastav u biljkama uglavnom ovise o kombinaciji utjecaja genetskih čimbenika i uvjeta uzgoja (klima, gustoća sklopa biljaka, način i vreme berbe), kao i o tehnici same ekstrakcije.

Ključne riječi: čubar Satureja hortensis L., eterično ulje, hidrodestilacija

The content of essential oil in Satureja hortensis plants originating from Pelisterian - pelagonian region

Abstract

Lamiaceae (syn. Labiatae) herb family consists of more than 252 genera and 7000 species. The genus Satureja L. (savory) includes more than 30 species. The objective of this study was to determine the hydro-distillation kinetics of Satureja hortensis L. essential oil using the Unger-type apparatus. It was also investigated how the raw plant material affect duration of hydro-distillation and the final yield of the essential oil in order to improve the essential oil production process. Production of essential oil and its composition in plants is mainly affected by the combined influences of both genetic factors and cultivation conditions such as climate, plant density and extraction technique.

Key words: summer savory, Satureja hortensis L., essential oil, hydro-distillation

Uvod

Porodica Lamiaceae (syn. Labiatae) sastoji se od više od 252 roda i 7000 vrsta biljaka. Rod Satureja L. (čubar) uključuje više od 30 vrsta. Prostorna raspodjela roda Satureja pokriva područje južne i jugoistočne Europe, Azije i sjeverne Afrike, sa središtem pretežito na Sredozemlju (Ball i Getliffe, 1973). Najpoznatija vrsta, koja je i najviše korištena, jest Satureja hortensis L. (ljetni čubar), jednogodišnja aromatična biljka s linearno ili linearno-oblanceolatnim lišćem i bijelim cvjetovima koji su smješteni na uspravnoj stabljici. Zbog eteričnog ulja čubar se koristi kao začin hrane i pića, a zbog prisutnost antimikrobnih tvari ima potencijal kao prirodno sredstvo za očuvanje hrane (Mihajilov-Krstev et al., 2010). Eterično ulje biljke

PRELIMINARY COMMUNICATION

Proceedings . 47th Croatian and 7th International Symposium on Agriculture . Opatija . Croatia (388–391)

The content of essential oil in Satureja hortensis plants originating from Pelisterian - pelagonian region

Section 4 . Vegetable Growing, Ornamental, Aromatic and Medicinal Plants 389

Satureja hortensis L. ima antioksidacijsko, antibakterijsko i antifungalno djelovanje. Hidrodestilacija je najčešći način ekstrakcije eteričnih ulja. U hidrodestilacijskom postupku materijal je uronjen u vodu koja se zagrijava do točke vrenja pomoću vanjskog izvora topline (Guenther, 1952). Proizvodnja eteričnih ulja i njihov sastav u biljkama uglavnom ovisi o kombinaciji utjecaja genetskih čimbenika i uvjeta uzgoja kao što su klima, gustoća biljaka, kao i tehnika ekstrakcije. Sefidkon et al. (2006) proveli su istraživanja udjela eteričnog ulja u herbi čubra uzgajanog u Iranu i sušene na suncu, u hladu i u sušari. Udio eteričnog ulja (v/w) u herbi sušenoj u sušari bio je 1,06 %, u sušenoj u hladu 0,94 %, a na suncu 0,87 %. Svoboda et al. (1990) analizirali su udio eteričnog ulja u različitim fazama razvoja čubra u Škotskoj te su zaključili da je optimalno vrijeme za košnju herbe u razdoblju od početka do sredine cvatnje. Hejja (2003) je također utvrdio da je količina eteričnog ulja čubra najveća kada se biljna masa prikuplja prije pune cvatnje. Prema istraživanju Lampronti et al. (2006), udio eteričnog ulja u biljaka čubra porijeklom iz Irana iznosi 0,85 %, dok Kutta et al. (2007) u Mađarskoj dobivaju udio 1,24 %. Prema istraživanju Akgűl et al. (1986) kultivirani čubar iz regije Erzurum u Turskoj sadrži 2,9 % eteričnog ulja s udjelom karvakrola 30,6 %. Prema Chialva et al. (1980), najveći udio eteričnog ulja prisutan je u biljaka porijeklom s područja bivše Jugoslavije (2,7 %), dok je najmanji u biljaka iz Italije (0,6 %). Baser et al. (2004) ispitivali su udio i sastav eteričnog ulja u biljaka čubra sakupljenih na 20 različitih lokaliteta u Turskoj, pri čemu su ustanovili variranje od 1,30 do 2,67 %. Najniži udio eteričnog ulja u biljci Satureja hortensis objavljen je od strane Lawrence (1993) i iznosi 0,3 – 0,5 %. Cilj ovog rada je određivanje hidrodestilacijske kinetike eteričnog ulja iz herbe čubra te utjecaj biljnog materijala na vrijeme trajanja hidrodestilacije i količinu eteričnog ulja, u svrhu poboljšanja dobivanja istog.

Materijal i metode rada

Prikupljanje biljnog materijala Biljni materijal čubra proizveden je kod lokalnog poljoprivrednika iz pelagonijskog područja (Bitola) na 675 m nadmorske visine, prikupljan u lipnju 2008, u vremenskom razdoblju od 5:30 do 07:30 sati, pri prosječnoj temperaturi zraka od 20,7 °C i prosječnoj relativnoj vlažnosti zraka od 75%.

Botanička determinacija Botanička determinacija biljnog materijala čubra obavljena je na Odjelu za botaniku i mikrobiologiju Fakulteta poljoprivrednih znanosti i hrane u Skopju pod vodstvom Silvane Manasievske – Simić. Uzorci su određeni kao Satureja hortensis L. (čubar) i pohranjeni su u herbariju spomenutog fakulteta. Determinaciju je potvrdio Nikola Hristovski, na Fakultetu biotehničkih nauka u Bitoli i Jochen Heinrichs, kustos herbarija u Göttingenu (GOET), Albrecht von Haller Institute of Plant Sciences, Department of Systematic Botany, University of Göttingen, Njemačka. Determinacija je obavljena prema Flora Europaea (Vol. 3), a uzorci su pohranjeni u herbariju na Sveučilištu u Göttingenu.

Sušenje i mljevenje biljnog materijala Proces sušenja počeo je dan nakon prikupljanja biljnog materijala, a odvijao se u sušari, uz stalno strujanje zraka temperature do 30 °C tijekom četiri dana. Materijal je bio razmješten u tankom sloju zbog lakšeg sušenja. Prije mljevenja suhog biljnog materijala uklonjeni su drvenasti dijelovi biljaka, a mljevenje je obavljeno pomoću električnog mlina sa sitom granulacije 0,25 mm.

Hidrodestilacija biljnog materijala Hidrodestilacija suhog biljnog materijala provedena je aparaturom po Unger-u, uz hidromodul 1:5 (100 g biljna droga : 500 ml destilirana voda). Iz biljnog materijala uzeto je sedam uzoraka za hidrodestilaciju, koja je trajala 5 sati, a postupak rada i vrijeme trajanja destilacije za sve uzorke bili su isti.

Rezultati i rasprava

Kod aromatičnih biljaka iz porodice Lamiaceae, eterično je ulje smješteno egzogeno u žlijezdama i žljezdastim kanalima na površini epiderme. Dobiveno eterično ulje čubra je bistra, žitko mobilna tekućina, blijedo-žute boje, ljutog okusa i karakterističnog jakog mirisa. Indeks refrakcije eteričnog ulja utvrđen refraktometrom pri 20 °C je η = 1,4973.

Dijana BLAŽEKOVIĆ - DIMOVSKA, Marija SRBINOSKA, Vesna RAFAJLOVSKA

47th Croatian and 7th International Symposium on Agriculture 390

U grafikonu 1 vidi se da postoje značajne varijacije u udjelu eteričnog ulja u uzorcima suhe herbe čubra. Najveći je udio (v/w) 1,5 % u uzorcima III, IV i VII, dok je najmanji u uzorku I, odnosno, 1,26 %. Prosječni je udio 1,4 %, a standardna devijacija iznosi 0,105898. Dobiveni rezultati poklapaju se s rezultatima Akgül et al. (1986), Chialva et al. (1980) i Baser et al. (2004), a u suprotnosti su s rezultatima koje prezentiraju Sefidkon et al. (2006), Lampronti et al. (2006), Kutta et al. (2007) i Lawrence (1993). Primjerice, prema Sefidkon et al. (2006), udio eteričnog ulja u herbi čubra sušenoj u sušari je samo 1,06 %. Pored utjecaja uvjeta okoline, karakterističnih za ispitivano područje, u ovom slučaju razlika se može ogledati i u visini temperature u sušari tijekom procesa sušenja, kao i u vremenu trajanja procesa. Primjenom više temperature, kao i produžavanjem trajanja sušenja, gubi se veći dio hlapivih komponenata iz biljne mase, odnosno, smanjuje se udio eteričnog ulja. Dobiveni rezultati su sukladni zaključcima koje donose Svoboda et al. (1990) i Hejja (2003), prema kojima se optimalni udio eteričnog ulja iz herbe čubra dobiva kada se košnja biljne mase obavlja prije faze pune cvatnje biljke. Na ovo se nadovezuje i zaključak da je razlika u sadržaju eteričnog ulja iz iste biljne vrste, ali koja potiče iz različitih lokacije, pod jakim utjecajem uvjeta okoline. Temeljem navedenog može se tvrditi da Pelistersko - pelagonijska regija predstavlja optimalno područje za uzgajanje čubra.

1,10

1,15

1,20

1,25

1,30

1,35

1,40

1,45

1,50

Ko

liči

na

ete

ričn

og

ulj

a %

(v/w

)

1 2 3 4 5 6 7

Šarža

Grafikon 1. Udjeli eteričnog ulja u suhoj herbi čubra u ovisnosti o uzorku

0,80

0,90

1,00

1,10

1,20

1,30

1,40

1,50

1,60

1 2 3 4 5 6

Ekstrakciono vreme (h)

Ko

liči

na

ete

ričn

og

ulj

a %

(v/w

)

Grafikon 2. Prikaz kinetike oslobađanja eteričnog ulja iz suhe herbe čubra.

Već je rečeno da postoje evidentne razlike u udjelu eteričnog ulja u ispitivanim uzorcima biljnog materijala, iako su postupak rada i vrijeme trajanja postupka bili isti. Dobivene razlike mogu se tumačiti varijacijom

The content of essential oil in Satureja hortensis plants originating from Pelisterian - pelagonian region

Section 4 . Vegetable Growing, Ornamental, Aromatic and Medicinal Plants 391

temperature grijaćeg tijela aparata za hidrodestilaciju, koja utječe na količinu vode koja isparava, a time i na količinu dobivenog kondenzata koji istječe iz hladila i slijeva se u kapilarnu graduiranu cijev. Kinetika odvijanja procesa hidrodestilacije praćena je volumetrijski tijekom pet sati, očitavanjem količine eteričnog ulja sakupljenog u graduiranoj zbirnoj cijevi svakih sat vremena. Tijekom petosatne hidrodestilacije eteričnog ulja 70 % njegove konačne količine dobije se odmah nakon prvog sata destilacije (grafikon 2). Nakon drugog sata, količina dobivenog ulja je 86 % od konačne količine, a nakon trećeg i četvrtog sata 89 i 95 % od konačne količine. Vrlo malo ulja (5 %) oslobađa se u zadnjem, petom satu destilacije. Evidentno je, dakle, da su najprinosnija prva dva sata destilacije, s ukupno 86 % od konačne količine eteričnog ulja, dok se preostalih 14 % dobiva u naredna tri sata. No, skraćivanjem trajanja destilacije moguća je nepotpuna ekstrakcija nekih komponenti eteričnog ulja koje su nosioci njegovog specifičnog djelovanja, što bi trebalo potvrditi narednim istraživanjima.

Zaključak

Procesi nakon žetve (metoda sušenja i trajanje ekstrakcije) imaju veliki značaj u proizvodnji eteričnog ulja jer utječu na količinu i kvalitetu eteričnog ulja. Prosječni sadržaj eteričnog ulja u suhoj herbi čubra porijeklom iz Pelistersko - pelagoniske regije iznosi 1,4 % (v/w), što se može smatrati optimalnim i može se zaključiti da Pelistersko - pelagonijska regija predstavlja područje pogodno za uzgoj ove biljne vrste. U petosatnoj hidrodestilaciji, 86 % konačne količine eteričnog ulja dobiva se nakon drugog sata destilacije, no ne preporuča se skraćivanje procesa radi činjenice da može doći do nepotpune ekstrakcije komponenti eteričnog ulja koje su nosioci antimikrobnih i drugih svojstava, a to bi trebalo potvrditi narednim istraživanjima.

Literatura

Akgul A., Bayrak A., Dogan A. (1986). Research into Satureja used as oregano in Turkey. Gida 11(5):273-277.

Baser K.H.C., Őzek T., Kirimer N., Tűmen G. (2004). A comparative study of the essential oils of wild and cultivated Satureja hortensis L. Journal of Essential Oil Research 16, 584-589

Ball P.W., Getliffe F.M. (1973). In: Flora Europaea 3 (T.G. Tutin, J.R. Heywood, V.H. Moore, S.M. Valentine, D.A. Webb, Eds.), The University Press, Cambridge, pp. 163-165.

Chialva F., Liddle P.A.P., Ulian F., De Smedt P. (1980). Indagine sulla composizione dell`olio essenziale di Satureja hortensis L. cultivate in Piedmonte e confronta con alter di diversa origine. Riv. Italy. E.P.P.O.S. 62:297-300.

Mihajilov-Krstev T., Radnović D., Kitić D., Stojanović-Radić Z., Zlatković Z. (2010). Antimicrobial activity of Ssatureja hortensis l. essential oil against pathogenic microbial strains. Arch. Biol.Sci.61,(1), 159-166

Guenther E. (1952). The Essential Oils, Vol. IV. Van Nostrand Company, Inc., Toronto, pp. 186. Hejja M. (2003). Comparative evaluation of summer savory (Satureja hortensis) populations of

different origins. Summary of PhD Thesis. Lampronti I., Saab M.A., Gambari R. (2006). Antiproliferative activity of essential oils derived from

plants belonging to the Magnoliophyta division. International Journal of oncology 29:989-995. Lawrence B.M. (1993). Labiatae oils – Mother Nature`s chemical factory. Essential oils 1988-1991,

Allured Publ. Corp., Carol Stream, IL, pp. 188-206. Kutta G., Pluhar Zs., Sarosi Sz. (2007). Yield and composition of supercritical fluid extracts of

different Lamiaceae herbs. International Journal of Horticultural Science 13 (2):79–82 Sefidkon, F., Abbasi, K., and G. B. Khaniki (2006). Influence of drying and extraction methods on

yield and chemical composition of the essential oil of Satureja hortensis. Food Chemistry, 99, 19–23.

Svoboda K.P., Hay R.K.M., Waterman P.G. (1990). Growing summer savory (Satureja hortensis) in Scotland, quantitative and qualitative analysis of the volatile oil and factors influencing oil production. J.Sci.Food Agric.,53:193-202.

sa2012_0407