گیاهان شفادهنده آیورودا(معصومه دیوانعلی)
//گلها امضای خداوند بر روی زمین هستند و تو زیباترین امضای خدایی// 
قالب وبلاگ
استخراج اسانس گياهان (روشهاي بهره برداري از گياهان دارویی و اسانس دار)
روشهاي بهره برداري از گياهان داررویی و اسانسدار
فرآيندهاي پس از برداشت
وقتي از اندامهاي مورد نظر يك گياه دارويي بيشترين مقدار ممكن مواد موثره استخراج گردد در واقع محصول دلخواه به دست آمده است.از اين رو زماني بايد اقدام به جمع آوري گياهان نمود كه اندامهاي مورد نظر محتوي حداكثر مقدار ماده موثره باشد. ماده موثره موجود در پيكر رويشي، در مرحله ي طرحي، مناسبترين كيفيت را دارد. گلهاي حاوي مواد دارويي،زماني كه كاملاً باز مي شوند از بيشترين مقدار ماده موثره برخوردارند. ميوه ها وبذورگياهان وقتي كه كاملاً رسيده باشند مقادير فراواني ماده موثره دارند. پوست گياهان در اوايل بهار قبل از رويش گياهان، بيشترين ميزان ماده دارويي را شامل است. مواد موثره موجود دراندامهاي زير زميني گياهان (ريشه ،ريزم،و...) دراواخر دوره رويشي (پاييز ))به حد اكثر ميزان خود مي رسند. (5 امید بیگی p:212 وزمستان)
اندامهاي گياهي مورد نظر(برگها، ساقه هاي جوان،گلها،ريشه هاو...)پس از جمع آوري ،مقادير فراواني رطوبت در خود دارند. وجود رطوبت براي رشد قارچها وساير عوامل بيماري زا مناسب است.بدين ترتيب نگهداري آنها براي مدت بسيار كوتاه غير مقدور بوده و اين اندام ها رابايد طوري خشك نمود كه بعداًبتوان به خوبي از آنها استفاده كرد. خشك كردن اندامها به طور صحيح ومناسب به جهت انبار نمودن آنها براي مدت طولاني يكي از فرايندهاي بسيار مهم پس از برداشت تلقي مي شوند پس ازخشک کردن استخراج اسانس Extractionofessentiel ail از در برنامه های مربوط به استفاده از گیاهان دارویی جایگاه عمده ای دارد.
خشك كردن
خشك كردن عبارت است از: كاهش مقدار رطوبت در اندامهاي جمع آوري شده، به طوريكه بتوان بدون هيچ خطري آنها را براي مدتي نگهداري نمود. به طور كلي در خشك كردن گياهان دارويي سه عامل مهم واساسي همواره بايد مد نظر باشد. نخست ؛عدم تغيير در ميزان ماده موثره موجود در گياهان، دوم؛عدم تغيير در صفات خارجي نظير رنگ وبو وطعم و...؛و سوم،عدم تاثير نامطلوب اقتصادي بر محصول. گياهان دارويي بايد پس از خشك شدن حدود 10تا 14% رطوبت باقي داشته باشند. رطوبت كمتر از حد ذكر شده(خشك شدن شديد گياه )، نه تنها باعث كاهش اثر دارويي مواد موثره گياه مي شود. بلكه داشتن چنين داروهايي از نظر اقتصادي نيز مقرون به صرفه نخواهد بود. مقدار بيش از حد رطوبت نيز احتمال كپك زدن گياهان وعوارض طبيعي ديگري در آنها افزايش مي دهد.
به هنگام خشك كردن اندام گياهيان دارويي ،مواد زير را همواره بايد مدنظر داشت:
1-درجه حرارت مطلوب براي خشك كردن اندامهايي كه حاوي اسانس مي باشند،40تا50 درجه سانتي گراد مي باشد. استفاده از درجه حرارت هاي بيشتر، باعث كاهش محصول اسانس به نحو چشمگيري مي گردد.
2-آلكالوئيدها در مقابل درجه حرارت حساسيت كمتري نشان مي دهند. درجه حرارت مناسب براي اين دسته 60تا 70 درجه سانتي گراد است.
3-درجه حرارت مناسب براي خشك كردن اندامهاي حاوي گليكوزيد، حدود 50 تا60 درجه سانتي گراد ذكر شده است. 4- درجه حرات مناسب براي خشك كردن اندامهاي حاوي گليكوزيد حداكثر 80 درجه سانتي گراد گزارش شده است. استفاده از درجه حرارت بيشتر از اينها باعث تجزيه ويتامينها مي شود. درجه حرارت بيش از 80 درجه سانتي گراد باعث تجزيه كلروفيل وتغيير رنگ طبيعي آنها به رنگ قهوه اي مي شود.
اسخراج اسانس (Aetheroleum)
قسمت اعظم مواد معطره موجود درگياهان، از (اسانسها) تشكيل مي شوند. اسانسها عمدتاً ازترکیبات تريپ نوئيدي يا از تركيباتي كه منشا تريپني دارند، تشكيل شده اند.اما برخي از اسانسها نيز وجود دارند(نظير اسانس پيازوسير يا اسانس خردل) كه از تركيبات گوگرددار حاصل شده اند در بعضي ديگر هم از موادي نظيرفنلها، آلدئيدهاي معطر و كومارينها به وجود آمده اند.
اسانسها بسته به ماهيت عمومي خود معمولاً بو وطعم خاصي دارند و در دماهاي معمولي، درجه حرارتهاي كمتر از 100 درجه درجه سانتي گراد تبخير مي شوند. شدت تبخير به فشار بخار و درجه حرارت محيط بستگي دارد.
اسانسها معمولا، در آب حل نمي شوند یا به سختی حل می شوند ولی در تركيبات آنها مواد شيميايي نظير بنزول وگزيلول به خوبي حل مي شوند. وزن مخصوص اسانسها معمولاً، كمتر از آب است و شدت انتشار اسانس در فضا به كيفيت اسانس، فشار هوا ودماي محيط بستگي دارد. مثلا ًاگر درجه حرارت محيط بالا باشد، ذرات اسانس با شدت بيشتري در محيط پراكنده مي شوند. در اين حالت مي توان بوي تند آن را احساس كرد. چون اسانسها از تركيبات متفاوتي برخوردارند، استخراج آنها از گياهان به يك صورت انجام نمي گيرد. وبراي استخراج هر يك بايد از روش مناسب خاص خود استفاده نمود. به طور كلي سه روش براي استخراج اسانس وجود دارد:
1-اسخراج اسانس از راه تقطير با آب يا بخار
((تقطير)) یا Distillationعبارت است از تبديل بخارات آب به قطرات آب كه اين تغيير وتحول تحت تاثير جريان هواي سرد صورت مي پذيرد.تقطير يكي از قديمي ترين روش هاي تبديل بخار آب مايع است.
تقطير ممكن است به يكي از دو روش زير انجام گيرد:
1-تقطير ساده: با اين روش، مي توان اقدام به جدا كردن مواد تشكيل دهنده مايعاتي نمود كه آن مواد نقاط جوش متفاوتي دارند در اين اقدام با افزايش درجه حرارت مواد تشكيل دهنده يك به يك، به حسب نقطه جوش خود به تدريج بخار و از هم جدا مي شوند.
Water Distillation2-تقطير با آب
از اين روش براي جداسازي مواد غير محلول در آب( مثل اسانسها) استفاده مي شود. در واقع آب و اسانس با هم تقطير مي شوند. با استفاده از اين روش به آساني مي توان اسانسها را از گياهان مورد نظر استخراج نمود. وقتي مخلوط بخارهاي آب و اسانس به محيطي با فشار هواي كمتر رسيد، چون نقطه ي ميعان آب بانقطه ميعان اسانس يكسان نيست، پس در دو فاز متفاوت قرار مي گيرند در اين حالت رابطه زير برقرار مي گردد:
P=Pv+Po
(P ؛فشار داخل دیگ،PV ؛فشار بخار آب و PO؛فشار جسم فرار یعنی اسانس)
به طور كلي در محيط بخار آب، فشار هواي كمتري وجود دارد ودر فشار كمتر نقطه جوش اسانس پايين مي آيد و در دماي كمتري تبخير مي شوند. براين اساس ميتوان اسانسهايي بانقطه جوش 300درجه سانتي گراد را استخراج نمود. اسانس پس ازاستخراج از اندام مورد نظر، به صورت ذرات كوچك همراه باذرات بخار آب به سردكن هاي مخصوص هدايت مي شود و در آنچا به صورت قطره هاي مايع همراه با قطره هاي آب ازسردكن خارج ميگردد. قبل ازعمل تقطير بايد مقدار بخار آب را به منطور استخراج مقدار مشخصي از اسانس ، محاسبه نمود. بدين منظور از رابطه زير ميتوان استفاده كرد:


در رابطه فوق: Go وزن اسانس، Gv وزن بخار آب، Mo وزن مولکولی اسانس، Mv وزن مولکولی آب، Po فشار اسانس، Pv فشار بخار آب می باشد.
با مشخص بودن فشارآب و فشار اسانس، مي توان از رابطه بالا چنين استنباط كرد كه مثلاً براي توليد يك كيلوگرم اسانس چه مقدار بخار آب مورد نياز است. براي مثال براي توليد يك كيلوگرم تركيبات تزپيني اكسي‍ژن دار، به 8 كيلوگرم بخار آب وبراي تولید يك كيلوگرم تركيبات سزكويي ترپن به 18 كيلوگرم بخار آب نياز خواهد بود. به طور عملي مقادير بيشتري بخار آب نياز است.
2- اسخراج اسانس به وسيله حلال
ديگ استخراج از گياه مورد نظر پر مي شوند. سپس حلال مورد نظر روي آن ريخته مي شود، اين حلال ، ميتواند تولوئن، هگزان،پنتن، بنزن Banzen یا سايرحلال هاي شيميايي مناسب باشد. در اين مرحله درجه حرارت را مي توان تا نقطه جوش حلالها (60 تا80 درجه سانتيگراد )تنظيم كرد. يا پس از چند ساعت تا چند روز ماندن گياه در حلال(Maceration) در دماي محيط به حلال از مواد موثره گياه مورد نظر اشباع مي شود. حلال پس از مناسب شدن جدا شدن از گياه وارد ديگ تغليظ مي شود. در ديگ تغليظ، در محيط خلاء تحت تاثير حرارت قرار مي گيرد. تا مقداري حلال خارج و نسبت ماده حل شده گياهي به حلال1به10 برسد. محصول حاصل كانكرتCancret نام داردكه كم وبيش غليظ است. عمل استخراج با اضافه كردن الكل اتيليكEthilic alcohol تكرار مي شود با كاهش درجه حرارت مومها وساير مواد نا مناسب رسوب مي كند. محلول الكلي صاف و سانتريفو‍ژ مي گردد تا بقاياي مواد نامناسب از محلول جدا شود. سپس الكل در دماي محيط ودر خلاءاز محيط خارج مي شود. آنچه باقي مي ماند در الكل محلول خواهد بود. پس از حل اين ماده در الكل يا بنزن محلول صاف مي شود. حلال مجدداً تقطير شده و حاصل آن يك ماده غليظ نيمه جامد به نام رزينوئيدResinoidمي باشد.
استخراج اسانس به وسيله فشار سردCoold press:
پوست اكثر گياهان خانواده مركبات (نظير نارنج،ليمو،پرتقال و...)داراي اسانس مي باشند. اسانسهاي مذكور به درجه حرارت بالا بسيار حساسند و معمولا ًدر 100 درجه سانتي گردد تجزيه مي شوند. از اين رو اين نوع اسانسها را نمي توان به وسيله تقطير با بخار آب يا ساير روشهاي تقطير مبتني بر دماي بالا استحصال نمود (8،p264،اميد بيگي)در اين موارد معمولا پوست ميوه گياهان مذكور را به منظور استخراج اسانس يا تحت تاثير فشارهاي مكانيكي مناسبي قرار مي دهند. ويا پس از كوبيدن وله كردن آنها،مواد حاوي اسانس وساير تركيبات را از آن خارج مي كنند(6و8،p264،اميد بيگي) روش ديگري كه براي جدا كردن اسانس مرکبات وجود دارد، عبارت است از متلاشي كردن غده هاي محتوي اسانس پوست ميوه با ماشين مخصوص به طوري كه، صفحات دنده اي ماشين،غده هاي محتوي اسانس سطح پوست ميوه را مي تراشند و اسانس را از آن خارج مي كنند (13،p264،اميد بيگي). در هر دو حالت فوق ،مخلوط اسانس و ساير تركيبات پوست مركبات را داخل سانتريفو‍ژ ريخته ودر سرعت بالا و دماي پايين اقدام به جدا كردن اسانس مي نمايند.
عطرگيري به وسيله روغنهاي جاذبEnflurage
اين روش به منظور استخراج مواد معطر گلها براي تهيه عطر به كار مي روند.و در كشور فرانسه (بخصوص صنايع عطر وادكلن سازي جنوب فرانسه )كاربرد فراواني دارد. در اين روش پس از قرار دادن يك لايه چربي روي شيشه هايي كه بدين منظور تعبيه شده اند(شيشه هاي مذكور در ابعاد مشخص داخل چارچوب هايي از جنس چوب قرار گرفته و در طبقات خاص خود جابجا مي شوند) بعد اقدام به جدا كردن گلبرگها از گل مورد نظر مانند بهار نارنج وياس كرده، و آنها را تك تك روي لايه چربي قرار مي دهند. پس از 24 ساعت (معمولاً اوايل صبح)، اقدام به برداشتن گلبرگهاي روز قبل و قرار دادن گلبرگهاي جديد مي نمايند. پس از چندين بار تكرار اين عمل، مواد موثره موجود در گلبرگها در داخل چربي حل مي شوند(چربي به عنوان حلال عمل مي كند) سپس چربي ها را جمع آوري كرده و به آن مقادير مناسبي الكل يا حلال مناسب ديگر مي افزايند. در اين مرحله مواد معطر موجود در چربي داخل الكل (یا حلالهاي ديگر) حل مي گردد كه با تبخير حلال مي توان به مواد موثره مورد نظر دست يافت.استخراج مواد مورد نظر به روشهاي مذكور گران است وبه مواد شيميايي خاصي نيازدارد. همچين اكثر مواد شيميايي مورد استفاده در اين روش آتشزا وخطرناكند وتنها هنگامي مواد به روش فوق استخراج مي گردد كه اين عمل به روش تقطير با بخار آب(به دليل احتمال از بين رفتن مواد معطر درتقطير با بخار آب) امكان پذير نباشد. كميت و كيفيت اسانسها تحت تاثير روش استخراج انها قرار مي گيرد.
آشنایی با اسانس هااسانس ها مايعاتي فرار، منعكس كننده و تركيباتي معطر و بي رنگ با منشأ ترپني و الكلي و ... مي باشند. اسانس ها مخلوطی از مواد مختلف با ترکیبات شیمیایی بسیار متفاوت از یکدیگر بوده و دارای بوی بسیار قوی و نافذ می باشند. از آنجایی که اسانس ها عمدتا از ترکیبات غیر قطبی تشکیل شده اند ، در دمای محیط و در مجاورت هوا تبخیر می شوند و به همین دلیل به آنها روغنهای فرار، روغنهای معطر، روغنهای استری و یا اسانس های روغنی می گویند. البته این خاصیت اسانس ها از آن ها ترکیباتی بسیار کاربردی ساخته است چرا که فراریت باعث می شود تا بوی ناشی از این ترکیبات در فضا به خوبی منتشر شود.
چرا انسان به سمت استفاده از اسانس گرایش پیدا کرد؟به طور کلی ذائقه بشری همواره انسان ها را به استفاده بیشتر از چیزهایی که می توانند نقش ایجاد تحول در روزمره گی زندگی را بر عهده داشته باشند سوق داده است. یکی از چیزهایی که توانسته این حس بشری را برانگیخنته کند ، مواد معطر و در راس آنها اسانس ها بوده است. البته اینکه چرا بعضی از روایح در گذر تاریخ لقب بوی خوش و بعضی دیگر بوی نا خوش را به خود گرفته اند شاید مفهومی صرفا انتزاعی نباشد ولی باید پذیرفت که تنازع بر سر تخصیص درصد عینی بودن و ذهنی بودن می تواند این امر را به موضوعی مورد علاقه برای فلاسفه مبدل کند که به علت فاصله گرفتن از موضوع مورد بحث ما ازآن به سرعت عبور می کنیم.البته استعمال اسانس ها به عنوان شاخص ترین مواد معطر (باید توجه داشت تمام مواد معطر اسانس نیستند و تمامی اسانس ها از بویی خوش برخوردار نیستند) به دوران باستان باز می گردد. نوشته هایی بدست آمده است که نشان می دهد مصریان ۴۰ قرن قبل از میلاد می دانستند که چگونه اسانس ها را از گیاهان بدست آورند به طوریکه آنها در آن زمان (در حدود ۴۵۰۰ سال پیش از میلاد مسیح) از روغنهای معطری که از گیاهان بدست می آوردند برای انجام مناسک مذهبی، آئین ها و مداوای بیماران و نیز مومیایی کردن فراعنه استفاده می کردند.
اسانس ها دارای چه خصوصیاتی هستند؟به طور کلی اسانس ها ترکیبات بی رنگی هستند، بخصوص اگر تازه و خالص تهیه شده باشند. با گذشت زمان به علت اکسید شدن رنگ آنها تیره می گردد. این مواد در الکل کاملا حل می شوند، در صورتی که با آب غیر قابل اختلاط (به علت خاصیت غیر قطبی که دارند) هستند. اما به اندازه کافی در آب حل شده و بوی خود را به آن انتقال می دهند (مانند عرقیات گیاهی از جمله گلاب) .مواد اصلی موجود در اسانس ها در اثر حرارت و گرما تغییر می یابند و این یکی از دلائل پیچیده شدن فرایند استخراج اسانس ها می باشد. چرا که ما از یک سو برای خارج نمودن اسانس از گیاه مورد نظر به حرارت نیاز داریم و از سوی دیگر این حرارت به ترکیبات مهم اسانس آسیب می زند. به طوریکه امروزه اسانس های مرغوب از یک گیاه که دارای فاکتورهای استاندارد از یک اسانس ایده آل باشد ، بسیار گرانقیمت می باشد.البته یگانه دلیل گران بودن بخش اعظمی از اسانس ها این عامل نمی باشد بلکه عواملی چون، مقدار کم اسانس در گیاهان وابستگی شدید به شرایط آب و هوایی و هم چنین نبود پژوهش و به تبع آن علم و دستاورد معتبر علمی-کاربردی در این زمینه(به ویژه در کشور ما) مزید بر علت شده است
.اهمیت و کاربرد اسانس ها:اسانس ها امروزه کاربرد گسترده ای در زندگی بشردارند.عمده مصرف اسانس ها به دلیل معطر بودن و داشتن طعم هایی منحصر به فرد و دل چسب در صنایع غذایی، عطرسازی و لوازم آرایشی، داروسازی می باشد.
ضرورت ایجاد رشته شیمی و فناوری اسانس:کشور ما ایران به دلیل برخورداری از شرایط خاص آب و هوایی و بهره بردن از اقلیم های متنوع ، رویشگاه مناسبی برای بسیاری از گونه های گیاهی است و در این میان گیاهان اسانس دار سهم بسزایی دارند؛ به طوریکه گونه های متنوعی از آنها در نقاط مختلف ایران یافت می شود. اما متاسفانه تولید و بهره برداری از این منابع عظیم بسیار کم تر از توان بالقوه کشور عزیز ما می باشد.از مهم ترین عوامل وجود این وضعیت می توان به سه عامل زیر اشاره نمود؛اول:عدم وجود نیروی انسانی آگاه و کار آزموده دوم:کمبود دانش مورد نیاز وکافی در زمینه استخراج و استاندارد سازی این محصول بر اساس استاندارد های روز دنیاسوم:عدم شناخت کافی از اسانس ها( به عنوان دسته ای مهم از ترکیبات شیمیایی ) و گیاهان مولد آن
پتانسيل بيوتكنولوژي در افزايش

بهره‌وري از گياهان دارويي

استفاده از تركيبات دارويي مشتق از گياهان، نه تنها قدمت زيادي دارد، بلكه به‌دليل عوارض جانبي بي‌شمار داروهاي شيميايي از يك‌سو و نارسايي‌هاي متعدد طب نوين در درمان برخي از بيماري‌ها با گذشت زمان، بار ديگر پرورش و توليد گياهان دارويي با رشد قابل‌توجهي روبرو شده‌است. در مقالة حاضر سعي شده است تا ضمن معرفي برخي از روش‌هاي بيوتكنولوژيك مورد استفاده در شناسايي و توليد گياهان دارويي، اهميت اقتصادي متابوليت‌هاي دارويي مشتق از اين گياهان و ارزش بالاي آنها براي كشورهايي همچون ايران كه داراي تنوع بالايي از گياهان دارويي هستند مشخص شود:
مقدمه

سابقة‌ استفاده از گياهان دارويي به زمان‌هاي بسيار دور برمي‌گردد؛ به‌طوري‌كه حتي در كتب قديمي مانند انجيل و كتاب مقدس باستاني هند (ودا)، استفاده از برخي گياهان در درمان بيماري‌ها توصيه شده است. اما قدمت استفاده از گياهان دارويي، به‌معني روند رو به كاهش آن در دنياي مدرن امروزي نيست. امروزه در جوامع صنعتي و در بسياري از كشورهاي پيشرفته و درحال توسعه، استفاده از طب سنتي و گياهان دارويي براي حفظ سلامتي، به‌دليل افزايش اعتماد مردم به استفاده از اين گياهان، بسيار چشمگير است.

طبق برآوردي كه توسط سازمان بهداشت جهاني ( WHO ) صورت گرفته است، بيش از 80 درصد مردم جهان (نزديك به 5 ميليارد نفر)‌، براي درمان بيماري‌ها هنوز از داروهاي گياهي استفاده مي‌كنند. تقريباً يك چهارم داروهاي تهيه‌شدة‌ دنيا داراي منشأ گياهي هستند كه يا مستقيماً از گياهان عصاره‌گيري شده‌اند و يا بر اساس تركيب گياهي،‌ مدوله و سنتز شده‌اند. كار بر روي طب سنتي و استفاده از گياهان دارويي، در سراسر جهان و به‌خصوص هند، ژاپن، پاكستان، سريلانكا و تايلند در دست انجام مي‌باشد. در اروپا و در كشورهايي از قبيل آلباني، بلغارستان، كرواسي، فرانسه، آلمان، مجارستان، هلند، اسپانيا و انگلستان و همچنين تركيه، حدود 1500 گونه از گياهان دارويي و معطر مورد استفاده قرار گرفته و در حدود 1400 محصول گياهي در اروپا و ايالات متحده توليد مي‌شود. در حدود 25 درصد از داروهاي تجويزشده در ايالات متحده، حاوي حداقل يك تركيب فعال گياهي هستند. در چين، فروش داروهاي سنتي در طول 5 سال اخير دو برابر شده است. در هند نيز صادرات گياهان دارويي نسبت به سال‌هاي قبل سه برابر شده است. تعداد زيادي از فرآورده‌هاي دارويي مشهور از گياهان بدست مي‌آيند. مثلاٌ، معمول‌ترين مسكن، يعني (آسپرين)‌ از گونه‌هاي Salix (بيد) و Spiraea به‌دست مي‌آيد. همچنين داروهاي ضد سرطاني چون Paclitaxel و Vinblastine فقط از منابع گياهي حاصل مي‌شوند.

بنابراين استفاده از روش‌هاي بيوتكنولوژيك به‌منظور تكثير و افزايش توان ژنتيكي گياهان دارويي و همچنين شناسايي سريع‌تر و دقيق‌تر ژنوتيپ‌هايي كه فرآوردة بيشتري توليد مي‌كنند، مي‌تواند بسيار مفيد و از لحاظ تجاري سودآور باشد. در مطلب حاضر، روش‌هاي مختلف بيوتكنولوژيك كه مي‌توانند در زمينة افزايش بهره‌وري گياهان دارويي به‌كار روند معرفي خواهند شد.
 
كاربردهاي " كشت بافت " در زمينة گياهان دارويي
يكي از بخش‌هاي مهم بيوتكنولوژي "كشت بافت" است كه كاربردهاي مختلف آن در زمينة گياهان دارويي، از جنبه‌هاي مختلفي قابل بررسي است:

1-1- باززايي در شرايط آزمايشگاهي ( In-Vitro Regeneration ):

تكثير گياهان در شرايط آزمايشگاهي، روشي بسيار مفيد جهت توليد داروهاي گياهي باكيفيت است. روش‌هاي مختلفي براي تكثير در آزمايشگاه وجود دارد كه از جملة‌ آنها، ريزازديادي است. ريزازديادي فوايد زيادي نسبت به روش‌هاي سنتي تكثير دارد. با ريزازديادي مي‌توان نرخ تكثير را بالا برد و مواد گياهي عاري از پاتوژن توليد كرد. گزارش‌هاي زيادي در ارتباط با بكارگيري تكنيك " كشت بافت " جهت تكثير گياهان دارويي وجود دارد. با اين روش براي ايجاد كلون‌هاي گياهي از تيرة لاله در مدت 120 روز بيش از 400 گياه كوچك همگن و يك شكل گرفته شد كه 90 درصد آنها به رشد معمولي خود ادامه دادند. براي اصلاح گل انگشتانه، از نظر صفات ساختاري، مقدار بيوماس، ميزان مواد مؤثره و غيره با مشكلات زيادي مواجه خواهيم شد ولي با تكثير رويشي اين گياه از راه كشت بافت و سلول، مي‌توان بر آن مشكلات غلبه نمود. چنان‌كه مؤسسة گياهان دارويي بوداكالاز در مجارستان از راه كشت بافت و سلول گل انگشتانه موسوم به آكسفورد، توانست پايه‌هايي كاملاٌ همگن و يك شكل از گياه مذكور به‌دست آورد. از جملة گياهان ديگر مي‌توان موارد زير را نام برد:

Catharanthus roseus, Cinchona ledgeriana, Digitalis spp, Rehmannia glutinosa, Rauvolfia serpentina, Isoplexis canariensis
- باززايي از طريق جنين‌‌زايي سوماتيك (غيرجنسي):
توليد و توسعة مؤثر جنين‌هاي سوماتيك، پيش‌نيازي براي توليد گياهان در سطح تجاري است. جنين‌زايي سوماتيك فرآيندي است كه طي آن گروهي از سلول‌ها يا بافت‌هاي سوماتيك، جنين‌هاي سوماتيك تشكيل مي‌دهند. اين جنين‌ها شبيه جنين‌هاي زيگوتي (جنين‌هاي حاصل از لقاح جنسي) هستند و در محيط كشت مناسب مي‌توانند به نهال تبديل شوند. باززايي گياهان با استفاده از جنين‌زايي سوماتيك از يك سلول، در بسياري از گونه‌هاي گياهان دارويي به اثبات رسيده است. بنابراين در اين حالت با توجه به پتانسيل متفاوت سلول‌هاي مختلف در توليد يك تركيب دارويي، مي‌توان گياهاني با ويژگي برتر نسبت به گياه اوليه توليد نمود. ازجمله گياهان دارويي كه توانسته‌اند از آنها جنين سوماتيك به‌دست آورند، مي‌توان موارد زير را بيان نمود:



Podophyllum hexandrum , Bunium persicum, Acacia catechu , Aesculus hippocastanum and Psoralea corylifolia
-3- حفاظت گونه‌هاي گياهان دارويي از طريق نگهداري در سرما:
با تكيه بر كشت بافت و سلول مي‌توان براي نگهداري كالتيوارهاي مورد نظر در بانك ژن يا براي نگهداري طولاني مدت اندام‌هاي تكثير گياه در محيط نيتروژن مايع، اقدام نمود. نگهداري در سرما، يك تكنيك مفيد جهت حفاظت از كشت‌هاي سلولي در شرايط آزمايشگاهي است. در اين روش با استفاده از نيتروژن مايع (196- درجه سانتي‌گراد) فرآيند تقسيم سلولي و ساير فرآيندهاي متابوليكي و بيوشيميايي متوقف شده و در نتيجه مي‌توان بافت يا سلول گياهي را مدت زمان بيشتري نگهداري و حفظ نمود. با توجه به اينكه مي‌توان از كشت‌هاي نگهداري شده در سرما، گياه كامل باززايي كرد، لذا اين تكنيك مي‌تواند روشي مفيد جهت حفاظت از گياهان دارويي در معرض انقراض باشد. مثلاً بر اساس گزارشات منتشر شده، روش نگهداري در سرما، روشي مؤثر جهت نگهداري كشت‌هاي سلولي گياهان دارويي توليدكنندة آلكالوئيد همچون Rauvollfia serpentine , D. lanalta , A. belladonna , Hyoscyamus spp . است. اين تكنيك، مي‌تواند جهت نگهداري طيفي از بافت‌هاي گياهي چون مريستم‌ها، بساك و دانة گرده، جنين، كالوس و پروتوپلاست به‌كار رود. تنها محدوديت اين روش، مشكل دسترسي به نيتروژن مايع است.

-4- توليد متابوليت‌هاي ثانويه از گياهان دارويي:
از لحاظ تاريخي، اگرچه تكنيك " كشت بافت " براي اولين بار، در سال‌هاي 1940-1939 در مورد گياهان به‌كار گرفته‌شد، ولي در سال 1956 بود كه يك شركت دارويي در كشور آمريكا ( Pfizer Inc ) اولين پتنت را در مورد توليد متابوليت‌ها با استفاده از كشت توده‌اي سلول‌ها منتشر كرد. كول و استابو (1967) و هبل و همكاران (1968) توانستند مقادير بيشتري از تركيبات ويسناجين ( Visnagin ) و ديوسجنين ( Diosgenin ) را با استفاده از كشت بافت نسبت به حالت طبيعي (استخراج از گياه كامل) به‌‌دست آورند. گياهان، منبع بسياري از مواد شيميايي هستند كه به‌عنوان تركيب دارويي مصرف مي‌شوند. فرآورده‌هاي حاصل از متابوليسم ثانويه گياهي ( Secondary Metabolite ) جزو گرانبهاترين تركيب شيميايي گياهي ( Phytochemical ) هستند. با استفاد از كشت بافت مي‌توان متابوليت‌هاي ثانويه را در شرايط آزمايشگاهي توليد نمود. لازم به‌ذكر است كه متابوليت‌هاي ثانويه، دسته‌اي از مواد شامل اسيدهاي پيچيده، لاكتون‌ها، فلاونوئيدها و آنتوسيانين‌ها هستند كه به‌صورت عصاره يا پودرهاي گياهي در درمان بسياري از بيماري‌هاي شايع به‌كار برده مي‌شوند.

طريق كشت بافت
1- استفاده از محرك‌هاي ( Elicitors ) زنده و غير زنده‌اي كه مي‌توانند مسيرهاي متابوليكي سنتز متابوليت‌هاي ثانويه را تحت تأثير قرار داده و ميزان توليد آنها را افزايش دهند. لازم به‌ذكر است كه اين محرك‌ها در شرايط طبيعي نيز بر گياه تأثير گذاشته و باعث توليد يك متابوليت خاص مي‌شوند.

2- افزودن تركيب اولية ( Precursor ) مناسب به محيط‌كشت، با اين ديدگاه كه توليد محصول نهايي در نتيجه وجود اين تركيبات در محيط‌كشت، القاء شود.

3- افزايش توليد يك متابوليت ثانويه در اثر ايجاد ژنوتيپ‌هاي جديدي كه از طريق امتزاج پروتوپلاست يا مهندسي ژنتيك، به‌دست مي‌آيند.

4- استفاده از مواد موتاژن جهت ايجاد واريته‌هاي پربازده

5- كشت بافت ريشة گياهان دارويي (ريشه، نسبت به بافت‌هاي گياهي ديگر، پتانسيل بيشتري جهت توليد متابوليت‌هاي ثانويه دارد)

1-4-2- مثال‌ها

مثال‌هاي قابل ذكر آنقدر زياد است كه تصور مي‌شود هر ماده‌اي با منشاء گياهي، از جمله، متابوليت‌هاي ثانويه را مي‌توان به‌وسيلة كشت‌هاي سلولي توليد كرد: از جمله تركيباتي كه از طريق كشت سلولي و كشت بافت به توليد انبوه رسيده است،‌ داروي ضد سرطان تاكسول است. اين دارو كه در درمان سرطان‌هاي سينه و تخمدان به‌كار مي‌رود از پوست تنه درخت سرخدار ( Taxus brevilifolia L. ) استخراج مي‌گردد. از آنجايي‌كه توليد تاكسول به‌دليل وجود 10 هستة استروئيدي در ساختار شيميايي آن بسيار مشكل است و جمعيت طبيعي درختان سرخدار نيز براي استخراج اين ماده بسيار اندك است، لذا راهكار ديگري را براي توليد تاكسول بايد به‌كار گرفت. در حال حاضر، براي توليد تاكسول از تكنيك كشت بافت و كشت قارچ‌هايي كه بر روي درخت رشد كرده و تاكسول توليد مي‌كنند،‌ استفاده مي‌گردد.

سولاسودين ( Solasodine ) نيز از تركيبات ديگري است كه از طريق كشت سوسپانسيون سلولي گياه Solanum eleganifoliu به‌دست مي‌آيد. از جمله متابوليت‌هاي ديگري كه از طريق تكنيك كشت بافت و در مقياس تجاري توليد مي‌شود، شيكونين ( Shikonin ) (رنگي با خاصيت ضد حساسيت و ضد باكتري) است. مثال‌هاي زير گوياي كارايي تكنيك كشت بافت در توليد متابوليت‌هاي ثانويه است.

توليد آلكالوئيد پيروليزيدين ( Pyrolizidine ) از كشت بافت ريشة Senecio sp ، سفالين ( Cephaelin ) و امتين ( Emetine ) از كشت كالوس Cephaelis ipecacuanha ، آلكالوئيد كوئينولين ( Quinoline ) از كشت سوسپانسيون سلولي Cinchona ledgerione و افزايش بيوسنتز آلكالوئيدهاي ايندولي با استفاده از كشت سوسپانسيون سلولي گياه
 
-4-3- استفاده از بيورآكتورها در توليد صنعتي متابوليت‌هاي ثانويه
توليد متابوليت ثانوية گياهي با خصوصيات دارويي در شرايط آزمايشگاهي، فوايد زيادي در مقايسه با استخراج اين تركيبات از گياهان، تحت شرايط طبيعي دارد. كنترل دقيق پارامترهاي مختلف، سبب مي‌شود كه كيفيت مواد حاصل در طول زمان تغيير نكند. درحالي كه در شرايط طبيعي مرتباٌ تحت تأثير شرايط آب و هوايي و آفات است. تحقيقات زيادي در زمينة استفاده از كشت‌هاي سوسپانسيون و سلول گياهي براي توليد متابوليت‌هاي ثانويه صورت گرفته است. از جمله ابزارهايي كه براي كشت وسيع سلول‌هاي گياهي به‌كار رفته‌اند، بيورآكتورها هستند. بيورآكتورها، مهمترين ابزار در توليد تجاري متابوليت‌هاي ثانويه از طريق روش‌هاي بيوتكنولوژيك، محسوب مي‌شوند.

مزاياي استفاده از بيورآكتورها در كشت انبوه سلول‌هاي گياهي عبارتند از:

1- كنترل بهتر و دقيق‌تر شرايط خاص مورد نياز براي توليد صنعتي تركيبات فعال زيستي از طريق كشت سوسپانسيون سلولي

2- امكان تثبيت شرايط در طول مراحل مختلف كشت سلولي در بيورآكتور

3- جابجايي و حمل‌ونقل آسان‌تر كشت (مثلاً، برداشتن مايه‌كوبه در اين حالت راحت است)

4- با توجه به اينكه در شرايط كشت سوسپانسيون، جذب مواد غذايي به‌وسيلة سلول‌ها افزايش مي‌يابد، لذا نرخ تكثير سلول‌ها زياد شده و به‌تبع آن ميزان محصول (تركيب فعال زيستي) بيشتر مي‌شود.

5- در اين حال، گياهچه‌ها به آساني توليد و ازدياد مي‌شوند.

سيستم بيورآكتور براي كشت‌هاي جنين‌زا و ارگانزاي چندين گونة گياهي به‌كار رفته است كه از آن‌جمله مي‌توان به توليد مقادير زيادي سانگئينارين ( sanguinarine ) از كشت سوسپانسيون سلولي Papaver somniferum با استفاده از بيورآكتور، اشاره كرد. با توجه به اينكه بيورآكتورها، شرايط بهينه را براي توليد متابوليت‌هاي ثانويه از سلول‌هاي گياهي فراهم مي‌آورند، لذا تغييرات زيادي در جهت بهينه‌سازي اين سيستم‌ها، براي توليد مواد با ارزش دارويي (با منشأ گياهي) همچون جينسنوسايد ( ginsenoside ) و شيكونين صورت گرفته است.

مهندسي ژنتيك

شاخة بعدي بيوتكنولوژي كه در زمينة گياهان دارويي كاربردهاي فراواني دارد، "مهندسي ژنتيك" است. پيشرفت‌هاي اخير در زمينة ژنتيك گياهي و تكنولوژي DNA نوتركيب، كمك شاياني به بهبود و تقويت تحقيقات در زمينة بيوسنتز متابوليت‌هاي ثانويه كرده است. قسمت اعظمي از تحقيقات در زمينة متابوليت‌هاي ثانويه، به‌روي شناسايي و دستكاري ژنتيكي آنزيم‌هاي دخيل در مسير متابوليكي سنتز يك متابوليت ثانويه، متمركز شده‌است. ابزار طبيعي كه در فرآيند مهندسي ژنتيك و در اكثر گونه‌هاي گياهي و بخصوص گياهان دولپه به‌كار مي‌رود، يك باكتري خاكزي به‌نام آگروباكتريوم ( Agrobacterium ) است. گونه‌هاي مختلف اين باكتري، مهندسان طبيعي هستند كه بيماري‌هاي‌ تومور گال طوقه‌ ( Crown Gall Tumour ) و ريشة مويي ( Hairy Root ) را در گياهان سبب مي‌شوند. تحقيقات نشان داده‌است كه ريشه‌هاي مويي توليد شده به‌وسيلة گونه‌اي از اين باكتري به‌نام‌ A. rhizogenes ‌، بافتي مناسب براي توليد متابوليت ثانويه هستند. به علت پايداري و توليد زياد اين بافت‌ها در شرايط كشت عاري از هورمون، تاكنون گونه‌هاي دارويي زيادي با استفاده از اين باكتري تغيير يافته‌اند. كه از آن جمله مي‌توان به كشت ريشة‌ مويي گياه دارويي Artemisia annua ‌ به‌منظور توليد تركيب دارويي فعال، اشاره كرد.

بنابراين مي‌توان ديد كه مهندسي ژنتيك مي‌تواند به‌عنوان ابزاري قدرتمند جهت توليد متابوليت‌هاي ثانوية جديد و همچنين افزايش مقدار متابوليت‌هاي ثانويه موجود در يك گياه به‌كار رود.
3- نشانگرهاي مولكولي

بخش مهم بعدي داراي كاربرد فراوان در حوزة گياهان دارويي، "نشانگرهاي مولكولي" است. قبل از اينكه به موارد كاربرد نشانگرهاي مولكولي پرداخته شود، لازم است دلايل لزوم استفاده از نشانگرهاي مولكولي در زمينة گياهان دارويي ذكر شود:

3-1- دلايل استفاده از نشانگرهاي مولكولي در زمينة گياهان دارويي:

فاكتورهايي همچون خاك و‌ شرايط آب و هوايي، بقاي يك گونة خاص و همچنين محتواي تركيب دارويي اين گياه را تحت تأثير قرار مي‌دهند. در چنين حالاتي علاوه بر اينكه بين ژنوتيپ‌هاي مختلف يك گونه تفاوت ديده مي‌شود از لحاظ تركيب دارويي فعال نيز با هم فرق مي‌كنند. در هنگام استفادة تجاري، از اين گياه دو فاكتور، كيفيت نهايي داروي استحصالي از اين گياه را تحت تأثير قرار مي‌دهند:

1- تغيير محتواي يك تركيب دارويي خاص در گياه مورد نظر

2- اشتباه گرفتن يك تركيب دارويي خاص با اثر كمتر كه از گياهان ديگر به‌دست آمده است. به‌جاي تركيب دارويي اصلي كه از گياه اصلي به‌دست مي‌آيد.

چنين تفاوت‌هايي، مشكلات زيادي را در تعيين و تشخيص گياهان دارويي خاص، با استفاده از روش‌هاي سنتي (مرفولوژيكي و ميكروسكوپي)، به‌دنبال خواهد داشت. براي روشن‌شدن موضوع به مثال زير توجه كنيد:

كوئينون يك تركيب دارويي است كه از پوست درخت سينكونا ( cinchona ) به‌دست مي‌آيد. پوست درختان سينكونا كه در جلگه‌ها كشت شده‌اند، حاوي كوئيوني است كه از لحاظ دارويي فعال است. گونه‌هاي مشابهي از اين درخت وجود دارند كه به‌روي تپه‌ها و زمين‌هاي شيبدار رشد مي‌كنند و از لحاظ مرفولوژيكي (شكل ظاهري) مشابه گونه‌هايي هستند كه در جلگه‌ها رشد مي‌كنند، اما در اين گونه‌ها كوئيون فعال وجود ندارد.

در طول دهه‌هاي گذشته، ابزارهايي كه براي استانداردسازي داروهاي گياهي به‌وجود آمده‌اند، شامل ارزيابي ماكروسكوپيك و ميكروسكوپيك و همچنين تعيين نيمرخ شيميايي ( Chemoprofiling ) مواد گياهي بوده‌اند. قابل ذكر است كه نيمرخ شيميايي، الگوي شيميايي ويژه‌اي براي يك گياه است كه از تجزية عصارة‌ آن گياه به‌وسيلة تكنيك‌هايي چون TLC و HPTLC و HPLC ‌ به‌دست آمده است. ارزيابي ماكروسكوپيك مواد گياهي نيز بر اساس پارامترهايي چون شكل، اندازه، رنگ، بافت،‌ خصوصيات سطح گياه، مزه و غيره صورت مي‌گيرد. علاوه بر اين، بسياري از تكنيك‌هاي آناليز، همچون آناليز حجمي ( Volumetric Analysis )، كروماتوگرافي گازي ( Gas Chromatography )، كروماتوگرافي ستوني ( Column Chromatography ) و روش‌هاي اسپكتروفتومتريك نيز براي كنترل كيفي و استانداردسازي مواد دارويي گياهي، مورد استفاده قرار مي‌گيرند.

گرچه در روش‌هاي فوق، اطلاعات زيادي در مورد يك گياه دارويي و تركيبات دارويي موجود در آن فراهم آيد، ولي مشكلات زيادي نيز به‌همراه دارد. مثلاً براي اينكه يك تركيب شيميايي به‌عنوان يك نشانگر ( Marker ) جهت شناسايي يك گياه دارويي خاص، مورد استفاده قرار گيرد، بايد مختص همان‌گونة گياهي خاص باشد، در حالي‌كه همة گياهان دارويي، داراي يك تركيب شيميايي منحصربه‌فرد نيستند. همچنين بين بسياري از مولكول‌هاي شيميايي كه به‌عنوان نشانگر و يا تركيب دارويي خاص مدنظر هستند، هم‌پوشاني معني‌داري وجود دارد؛ اين موضوع در مورد تركيبات فنولي و استرولي حادتر است.

يكي از عوامل مهم ديگري كه استفاده از نيمرخ شيميايي را محدود مي‌سازد، ابهام در داده‌هاي حاصل از انگشت‌نگاري شيميايي ( Chemical Fingerprinting ) است. اين ابهام، در اثر تجمع مواد مصنوعي در پروفيل شيميايي حادث مي‌شود. علاوه بر اين، فاكتورهاي ديگري، پروفيل شيميايي يك گياه را تغيير مي‌دهند. كه از جمله اين فاكتورها مي‌توان فاكتورهاي دروني چون عوامل ژنتيكي و فاكتورهاي بروني چون كشت، برداشت، خشك‌كردن و شرايط انبارداري گياهان دارويي را ذكر نمود. مطالعات شيموتاكسونوميكي (طبقه‌بندي گياهان بر اساس تركيبات شيميايي موجود در گياه) كه به‌طور معمول در آزمايشگاه‌هاي مختلف استفاده مي‌شوند، تنها مي‌توانند به‌عنوان معيار كيفي در مورد متابوليت‌هاي ثانويه، مورد استفاده قرار مي‌گيرند و براي تعيين كمي اين تركيبات، استفاده از نشانگرهاي ويژه (شيميايي) كه به‌كمك آن به آساني بتوان گونه‌هاي گياهان دارويي را از يكديگر تشخيص داد، يك الزام است.‌ در اين رابطه، همان‌طور كه در فوق ذكر شد، در هرگياه يك نشانگر منحصر به فرد را نمي‌توان يافت.

مشكلي كه در شناسايي گونه‌هاي گياهان دارويي با استفاده از صفات مرفولوژيك وجود دارد، وجود نام‌هاي گياهشناسي متفاوت در مورد يك گياه در نواحي مختلف جهان است. در اين حالت ممكن است گونه‌هاي گياهان دارويي نادر و مفيد، با گونه‌هاي ديگري كه از لحاظ مرفولوژيكي به گياه اصلي شبيه‌اند، اشتباه فرض شوند.

بنابراين، با توجه به مشكلات موجود در زمينة شناسايي گياهان دارويي با استفاده از روش‌هاي سنتي و با توجه به پيشرفت محققين در زمينة ايجاد نشانگرهاي DNA ‌،‌ استفاده از اين تكنيك‌هاي نوين مي‌تواند ابزاري قدرتمند در استفاده كارا از گونه‌هاي مؤثر دارويي محسوب شود. از جمله مزاياي اين نشانگرها، عدم وابستگي به سن و شرايط فيزيولوژيكي و محيطي گياه دارويي است. پروفيلي كه از انگشت نگاري DNA ‌ يك گياه دارويي به‌دست مي‌آيد، كاملاً به همان گونه اختصاص دارد. همچنين براي استخراج DNA به‌عنوان مادة آزمايشي در آزمايشات نشانگرهاي مولكولي، علاوه بر بافت تازه، مي‌توان از بافت خشك نيز استفاده نمود و از اين رو، شكل فيزيكي نمونه براي ارزيابي آن گونه، اهميت ندارد. نشانگرهاي مختلفي بدين منظور ايجاد شده‌اند كه از آن جمله مي‌توان به روش‌هاي مبتني بر هيبريداسيون (مانند RFLP )، روش‌هاي مبتني بر RCR (مانند AFLP )‌ و روش‌هاي مبتني بر توالي‌يابي (مانند ITS ) اشاره كرد.

 
 

برچسب‌ها: استخراج اسانس گياهان, روشهاي بهره برداري از گياهان دارویی و اسانس دار
[ شنبه سی و یکم تیر ۱۳۹۱ ] [ 17:43 ] [ معصومه دیوانعلی ]
.: Weblog Themes By Pichak :.

درباره وبلاگ

مشاورہ بین المللی طب سنتی
ارشد آسیب شناسی و حرکات اصلاحی از دانشگاه الزهرا
درمان بیماریهای با طب سنتی و حرکات اصلاحی
مربی آسیب شناسی فدراسیون پزشکی
آسیب شناسی تیم ملی ایران
اختراع سه دارو و درمان سه بیمار ناعلاج
کارشناس گیاھان دارویی
مربی ماساژ بین المللی
کارشناس رادیو البرز برنامه(صنعت سبز)تهیه کننده برنامه جناب آقای حسینی
بامراجعه ب وبلاگ زیر هر مطالبی ک دوست داشتید را میتوانید مطالعه بفرمایید و هرسوالی داشتید درخدمتم

www.masiid.blogfa.com

ثبت بیش از۲۴۰۰مقاله فارسی و انگلیسی
لینک های مفید
ابزارهای وبلاگ

وبلاگ پیچک

امکانات وب
<-BlogAndPostTitle-> ,<-BlogId->"> - <-BlogDescription->">