Bitki organizmalarından elde edilen ikincil metabolitler, farmasotik, kozmetik ve gıda endustrileri icin her zaman mukemmel secenekler olmuştur. Ucucu yağlar, sebzelerde bulunan bir tur metabolittir ve kimyasal bileşimleri ceşitlidir; ancak monoterpenler ve seskiterpenler en bol bulunan molekullerin icindedir. Bu terpenler, karbon ve hidrojen iceren basit bir molekulden alkoller, aldehitler, ketonlar ve eterler gibi oksijenli organik gruplara sahip daha karmaşık molekullere kadar değişen ceşitli kimyasal bileşime sahiptir.
10 ve 15 karbon atomlu bu molekullerin bircoğu, diğerleri arasında onemli olan antimikrobiyal, antifungal, antioksidan, anti-inflamatuar, insektisit, analjezik, antikanser, sitotoksik olmak uzere ozellikle onemli bir biyolojik aktiviteye sahiptir. Bu maddelerin bazıları potansiyel olarak toksiktir ve bu nedenle, ozellikle saf olduklarında dikkatli kullanılmalıdırlar. Farklı yontemlerle kolayca elde edilirler ve endustriyel değerleri her yıl birkac milyon dolarlık bir pazarla buyur. Bu bolum, bilgileri bilimsel literaturde dikkate değer olan ve sağlık ve insan refahı icin değeri onları son derece onemli kılanlara vurgu yaparak, bu tur biyoaktif molekullerin daha iyi anlaşılmasını sağlamayı amaclamaktadır.
Terpenler, polimerize edilen izoprenden, 2-metil-1,3 butadien’den sentezlenen ve boylece doğanın en ceşitli ikincil metabolit ailelerinden birini elde eden kimyasal molekullerdir. Terpenlerin kimyasal ceşitliliği, izoprenin polimerizasyon kapasitesi ile belirlenir; bu nedenle sınıflandırmaları, temel molekuler birime beş karbon eklenmesiyle bağlantılıdır. İzopren, dimetilalil pirofosfat (DMAPP) ve izopentenil pirofosfatın (IPP) kimyasal oncullerinin biyosentezi, mevalonat yolu (MEV) ve 2C-Metil-D-eritirol-4-fosfat (MEP) olmak uzere iki farklı metabolik yolla uretilir.
DMAPP ve IPP hemiterpenlerdir ve terpenleri oluşturan ceşitli bileşiklerin alt sınıflarını oluşturmaktan sorumludurlar. Ek olarak, bu izopren polimerler lineer olabilir veya halkalar oluşturabilir ve yapılarına oksijen ve azot atomlarına yapışabilir. Bilinen terpenlerin yaklaşık sayısı 55.000’e yakındır. Geleneksel olarak şu şekilde sınıflandırılırlar:
• Hemiterpenler: Bunlar beş karbon atomundan oluşur ve terpenlerin temel birimleridir, en iyi bilinen ornek 2-metil-1,3 butadien veya izoprendir.
• Monoterpenler: Bunlar, ucucu yağlarda bol miktarda bulunan iki birim izoprenin birleşmesinden kaynaklanan 10 karbon atomundan oluşur. Bazı onemli maddeler şunlardır: pinen, myrcene, limonen, thujene, vb.
• Seskiterpenler: Bunlar, uc birim izoprenin birleşmesinin sonucu olan 15 karbon atomundan oluşur, bazı ornekler şunlardır: bisabolen, zingiberene, germacrene, caryophyllene, vb.
• Diterpenler: Bunlar, 20 karbon atomu veya dort birim izoprenden oluşur; bazı onemli bileşikler retinol, taksol ve fitoldur.
• Triterpenler: 30 karbon atomu veya altı birim izopren iceren terpenler arasında skualen ve sitosterol gibi ceşitli fitosteroller one cıkar.
• Tetraterpenler: Bunlar 40 karbon atomu ve sekiz birim izoprenden oluşur, bircoğu karoten gibi boyalardır, bunların en onemlileri karoten, likopen ve biksindir.
• Politerpenler: Bunlar 40’tan fazla karbon atomundan oluşur; genellikle ceşitli bitki turlerinin sakızlarında ve lateksinde bulunurlar.
[h=3]Ucucu Yağlar[/h] Ucucu yağlar, sebzelerde yaygın olarak bulunan ikincil metabolitlerdir. Ucucu bir yağda 10 ila 200 bileşik bulunabilir ve bunların ana ozelliği, oda sıcaklığında buharlaşma yetenekleridir. Bir yağdaki kimyasal değişkenlik onemlidir; bununla birlikte bileşenleri uc buyuk grupta sınıflandırılabilir.
Terpenler coğunluk grubudur, monoterpenler ve seskiterpenler en bol bulunanlardır. Bunlar karbon ve hidrojenden oluşan hidrokarbonlar olarak mevcut olabilir veya alkoller, tiyoller, aldehitler, ketonlar ve eterler gibi ceşitli fonksiyonel gruplara sahip olabilir. İkinci onemli grup, bircoğu sinnamaldehit, timol, anetol veya karvakrol turevleri gibi onemli biyolojik aktiviteye sahip aromatik bileşiklerdir. Hidrokarbonlar, aldehitler, ketonlar, esterler vb. gibi ceşitli molekulleri gruplandıran daha duşuk oranda ucuncu bir muhtelif grup vardır. Bu maddelerin ornekleri izovaleraldehit veya dodekanaldir.
Ucucu yağlar genellikle bitki organizmalarında %0,1 ila %1 arasında değişen duşuk konsantrasyonlarda bulunur. Karanfil yağında olduğu gibi %10’a kadar bu değeri aşabilirler ve tum bitki organlarında ve yapraklarında bulunurlar: mentha piperi, Origanum majorana, Timus Vulgaris; Cicekler:Rosa damascena, Matricaria chamomilla, lavanta resmi; kaynaklanıyor:tarcın ciceği, Ocotea quixos, Santalum albumu; kokler:kediotu resmi; meyveler: narenciye bergami; rizomlar:Zingiber officinale, Curcuma longa; ve tohumlar:Pimpinella anisum, Syzygium aromatikum ve kimyon.
Ekstraksiyon işlemleri, kullanılan bitkinin bolumune bağlı olarak ceşitlilik gosterir; en basit ve en yaygın olanı, pahalı ekipman gerektirmeyen buhar akımı ile damıtma yoluyla ekstraksiyondur. Diğer yontemler, narenciye perikarplan yağ elde etmek uzere esas olarak kullanılan mekanik cıkarma ekstraksiyon bileşenleri bir super kritik CO kullanılarak yuksek sıcaklıklarda ve ekstre etkilenebilir kullanışlı olan cozuculer kullanılarak 2 molekullerinin kimyası korurken yuksek sıcaklıklara gerek yoktur, guncel, ancak uygulanması cok pahalıdır.
Ucucu yağ uretme yeteneklerine gore yaklaşık 4000 tur araştırılmıştır, ancak yalnızca yaklaşık 30 tur dunya capında kitlesel olarak pazarlanmaktadır; Esas kullanımları kozmetik endustrisi ve aromaterapi icindir, ancak esanslardan elde edilen bileşiklerin bircoğu ilac endustrisi icin değerli olabilir. Yeni sekonder metabolitlerin kaynağı olarak ilgi cekici olabilecek, kimyasal bileşimleri veya biyoaktiviteleri acısından esansiyel yağları analiz edilmemiş turler kesinlikle vardır.
[h=3]Kimyasal Analiz[/h] Ucucu metabolitler oldukları icin duşuk kaynama noktaları, son derece basit bir şekilde buhar olarak elde edilmelerini mumkun kılar; bu nedenle ideal analiz, GC/MS kutle spektrometrisi ile gaz kromatografisidir. Kılcal kolonların kullanımı, ucucu yağlarda 100 bileşiği aşan tanımlı ayrımlara sahip olmayı mumkun kılmıştır, genellikle kromatografik ayırma, %95 dimetilpolisiloksan iceren polar olmayan kolonlarda yapılır, cunku bir ucucu yağın birkac bileşeni aşağıdaki gibi polar gruplar icerir. Hidroksil (OH); ara polarite kolonları kullanılarak bu bileşenlerin gercekleştirilmesi yapılmıştır. Her iki tahlil de molekullerin tam bir kimyasal araştırması ile sonuclanır ve tamamlayıcıdır. Doğru yapısal acıklama, spektrum veri tabanları ile karşılaştırma ve bileşiklerin alıkonma oranlarının teorik ve deneysel olarak belirlenmesi gibi ceşitli analizlerin birleştirilmesiyle gercekleştirilir. Bu amacla en cok kullanılan “Gaz kromatografisi/kutle spektrometrisi ile ucucu yağ bileşenlerinin tanımlanması” veri tabanları bulunmaktadır.
GC/MS tekniği, stereoizomerleri değerlendirmede etkisiz olduğu gerceğiyle sınırlıdır, bu gibi durumlarda kiral kolonlar veya nukleer manyetik rezonans goruntuleme gibi tekniklerin kullanılması gerekir. Ucucu bir yağın molekullerinin kimyasal kimliğinin daha kapsamlı bir araştırması, gaz kromatografisini nukleer manyetik rezonans goruntuleme ve kızılotesi spektroskopi gibi spektrofotometrik tekniklerle birleştiren bir ekipmanla yapılabilir. Kolon veya ince tabaka kromatografisi ile onceden izole edilmiş molekullerdeki NMR veya IR spektrumlarını analiz etmek de mumkundur.
[h=3]Terpen Toksisitesi[/h]
Ucucu yağlarda bulunan terpenlerin coğu, coğu durumda yağ verimi duşuk olduğu icin aromatik turleri doğrudan tuketirken tespit edilmeyen bir dereceye kadar toksisiteye sahiptir. Yaygın olarak kullanılan pek cok ucucu yağ bileşeni, uygulama konsantrasyonları uzerindeki kısıtlamalarla potansiyel olarak dermal tahriş edicidir. Bazı toksisitesi, bunların daha tehlikeli, karaciğer hasarı ve nobetler [neden pulegon gibidir terpenler bulunmaktadır ve norotoksik etki olarak demansa neden olabilir.
Terpenler uzerinde yapılan incelemeler, duşuk molekuler ağırlıklı ve ucucu terpenlerin kimyasal ve biyolojik onemini gostermiştir. Bu nedenle ikincil metabolitlerin bileşenleri ucucu yağlar olarak bilinir. Sunulan bilgiler, bu metabolit ailesinde bilimsel kanıtları ve endustriyel onemi referans olanları kapsadığından, bu molekullerin bolluğu bu bolumde sunulandan cok daha yuksektir. Hala cok az veya hic bilgi bulunmayan yuzlerce molekul uzerinde yapılacak cok araştırma vardır. Ucucu yağları henuz tanımlanmamış olan ve insanlar icin faydalı olan yeni monoterpenler ve seskiterpenlerin kaynağı olabilecek aromatik turler hala vardır.
Kaynakca:
https://www.researchgate.net/publication/344614521_Terpenes_in_Essential_Oils_Bioactivity_a nd_Applications
http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0034-74182019000100080
Yazar: Ozlem Guvenc Ağaoğlu
10 ve 15 karbon atomlu bu molekullerin bircoğu, diğerleri arasında onemli olan antimikrobiyal, antifungal, antioksidan, anti-inflamatuar, insektisit, analjezik, antikanser, sitotoksik olmak uzere ozellikle onemli bir biyolojik aktiviteye sahiptir. Bu maddelerin bazıları potansiyel olarak toksiktir ve bu nedenle, ozellikle saf olduklarında dikkatli kullanılmalıdırlar. Farklı yontemlerle kolayca elde edilirler ve endustriyel değerleri her yıl birkac milyon dolarlık bir pazarla buyur. Bu bolum, bilgileri bilimsel literaturde dikkate değer olan ve sağlık ve insan refahı icin değeri onları son derece onemli kılanlara vurgu yaparak, bu tur biyoaktif molekullerin daha iyi anlaşılmasını sağlamayı amaclamaktadır.
Terpenler, polimerize edilen izoprenden, 2-metil-1,3 butadien’den sentezlenen ve boylece doğanın en ceşitli ikincil metabolit ailelerinden birini elde eden kimyasal molekullerdir. Terpenlerin kimyasal ceşitliliği, izoprenin polimerizasyon kapasitesi ile belirlenir; bu nedenle sınıflandırmaları, temel molekuler birime beş karbon eklenmesiyle bağlantılıdır. İzopren, dimetilalil pirofosfat (DMAPP) ve izopentenil pirofosfatın (IPP) kimyasal oncullerinin biyosentezi, mevalonat yolu (MEV) ve 2C-Metil-D-eritirol-4-fosfat (MEP) olmak uzere iki farklı metabolik yolla uretilir.
DMAPP ve IPP hemiterpenlerdir ve terpenleri oluşturan ceşitli bileşiklerin alt sınıflarını oluşturmaktan sorumludurlar. Ek olarak, bu izopren polimerler lineer olabilir veya halkalar oluşturabilir ve yapılarına oksijen ve azot atomlarına yapışabilir. Bilinen terpenlerin yaklaşık sayısı 55.000’e yakındır. Geleneksel olarak şu şekilde sınıflandırılırlar:• Hemiterpenler: Bunlar beş karbon atomundan oluşur ve terpenlerin temel birimleridir, en iyi bilinen ornek 2-metil-1,3 butadien veya izoprendir.
• Monoterpenler: Bunlar, ucucu yağlarda bol miktarda bulunan iki birim izoprenin birleşmesinden kaynaklanan 10 karbon atomundan oluşur. Bazı onemli maddeler şunlardır: pinen, myrcene, limonen, thujene, vb.
• Seskiterpenler: Bunlar, uc birim izoprenin birleşmesinin sonucu olan 15 karbon atomundan oluşur, bazı ornekler şunlardır: bisabolen, zingiberene, germacrene, caryophyllene, vb.
• Diterpenler: Bunlar, 20 karbon atomu veya dort birim izoprenden oluşur; bazı onemli bileşikler retinol, taksol ve fitoldur.
• Triterpenler: 30 karbon atomu veya altı birim izopren iceren terpenler arasında skualen ve sitosterol gibi ceşitli fitosteroller one cıkar.
• Tetraterpenler: Bunlar 40 karbon atomu ve sekiz birim izoprenden oluşur, bircoğu karoten gibi boyalardır, bunların en onemlileri karoten, likopen ve biksindir.
• Politerpenler: Bunlar 40’tan fazla karbon atomundan oluşur; genellikle ceşitli bitki turlerinin sakızlarında ve lateksinde bulunurlar.
[h=3]Ucucu Yağlar[/h] Ucucu yağlar, sebzelerde yaygın olarak bulunan ikincil metabolitlerdir. Ucucu bir yağda 10 ila 200 bileşik bulunabilir ve bunların ana ozelliği, oda sıcaklığında buharlaşma yetenekleridir. Bir yağdaki kimyasal değişkenlik onemlidir; bununla birlikte bileşenleri uc buyuk grupta sınıflandırılabilir.
Terpenler coğunluk grubudur, monoterpenler ve seskiterpenler en bol bulunanlardır. Bunlar karbon ve hidrojenden oluşan hidrokarbonlar olarak mevcut olabilir veya alkoller, tiyoller, aldehitler, ketonlar ve eterler gibi ceşitli fonksiyonel gruplara sahip olabilir. İkinci onemli grup, bircoğu sinnamaldehit, timol, anetol veya karvakrol turevleri gibi onemli biyolojik aktiviteye sahip aromatik bileşiklerdir. Hidrokarbonlar, aldehitler, ketonlar, esterler vb. gibi ceşitli molekulleri gruplandıran daha duşuk oranda ucuncu bir muhtelif grup vardır. Bu maddelerin ornekleri izovaleraldehit veya dodekanaldir.
Ucucu yağlar genellikle bitki organizmalarında %0,1 ila %1 arasında değişen duşuk konsantrasyonlarda bulunur. Karanfil yağında olduğu gibi %10’a kadar bu değeri aşabilirler ve tum bitki organlarında ve yapraklarında bulunurlar: mentha piperi, Origanum majorana, Timus Vulgaris; Cicekler:Rosa damascena, Matricaria chamomilla, lavanta resmi; kaynaklanıyor:tarcın ciceği, Ocotea quixos, Santalum albumu; kokler:kediotu resmi; meyveler: narenciye bergami; rizomlar:Zingiber officinale, Curcuma longa; ve tohumlar:Pimpinella anisum, Syzygium aromatikum ve kimyon.
Ekstraksiyon işlemleri, kullanılan bitkinin bolumune bağlı olarak ceşitlilik gosterir; en basit ve en yaygın olanı, pahalı ekipman gerektirmeyen buhar akımı ile damıtma yoluyla ekstraksiyondur. Diğer yontemler, narenciye perikarplan yağ elde etmek uzere esas olarak kullanılan mekanik cıkarma ekstraksiyon bileşenleri bir super kritik CO kullanılarak yuksek sıcaklıklarda ve ekstre etkilenebilir kullanışlı olan cozuculer kullanılarak 2 molekullerinin kimyası korurken yuksek sıcaklıklara gerek yoktur, guncel, ancak uygulanması cok pahalıdır.
Ucucu yağ uretme yeteneklerine gore yaklaşık 4000 tur araştırılmıştır, ancak yalnızca yaklaşık 30 tur dunya capında kitlesel olarak pazarlanmaktadır; Esas kullanımları kozmetik endustrisi ve aromaterapi icindir, ancak esanslardan elde edilen bileşiklerin bircoğu ilac endustrisi icin değerli olabilir. Yeni sekonder metabolitlerin kaynağı olarak ilgi cekici olabilecek, kimyasal bileşimleri veya biyoaktiviteleri acısından esansiyel yağları analiz edilmemiş turler kesinlikle vardır.
[h=3]Kimyasal Analiz[/h] Ucucu metabolitler oldukları icin duşuk kaynama noktaları, son derece basit bir şekilde buhar olarak elde edilmelerini mumkun kılar; bu nedenle ideal analiz, GC/MS kutle spektrometrisi ile gaz kromatografisidir. Kılcal kolonların kullanımı, ucucu yağlarda 100 bileşiği aşan tanımlı ayrımlara sahip olmayı mumkun kılmıştır, genellikle kromatografik ayırma, %95 dimetilpolisiloksan iceren polar olmayan kolonlarda yapılır, cunku bir ucucu yağın birkac bileşeni aşağıdaki gibi polar gruplar icerir. Hidroksil (OH); ara polarite kolonları kullanılarak bu bileşenlerin gercekleştirilmesi yapılmıştır. Her iki tahlil de molekullerin tam bir kimyasal araştırması ile sonuclanır ve tamamlayıcıdır. Doğru yapısal acıklama, spektrum veri tabanları ile karşılaştırma ve bileşiklerin alıkonma oranlarının teorik ve deneysel olarak belirlenmesi gibi ceşitli analizlerin birleştirilmesiyle gercekleştirilir. Bu amacla en cok kullanılan “Gaz kromatografisi/kutle spektrometrisi ile ucucu yağ bileşenlerinin tanımlanması” veri tabanları bulunmaktadır.
GC/MS tekniği, stereoizomerleri değerlendirmede etkisiz olduğu gerceğiyle sınırlıdır, bu gibi durumlarda kiral kolonlar veya nukleer manyetik rezonans goruntuleme gibi tekniklerin kullanılması gerekir. Ucucu bir yağın molekullerinin kimyasal kimliğinin daha kapsamlı bir araştırması, gaz kromatografisini nukleer manyetik rezonans goruntuleme ve kızılotesi spektroskopi gibi spektrofotometrik tekniklerle birleştiren bir ekipmanla yapılabilir. Kolon veya ince tabaka kromatografisi ile onceden izole edilmiş molekullerdeki NMR veya IR spektrumlarını analiz etmek de mumkundur.
[h=3]Terpen Toksisitesi[/h]
Ucucu yağlarda bulunan terpenlerin coğu, coğu durumda yağ verimi duşuk olduğu icin aromatik turleri doğrudan tuketirken tespit edilmeyen bir dereceye kadar toksisiteye sahiptir. Yaygın olarak kullanılan pek cok ucucu yağ bileşeni, uygulama konsantrasyonları uzerindeki kısıtlamalarla potansiyel olarak dermal tahriş edicidir. Bazı toksisitesi, bunların daha tehlikeli, karaciğer hasarı ve nobetler [neden pulegon gibidir terpenler bulunmaktadır ve norotoksik etki olarak demansa neden olabilir.Terpenler uzerinde yapılan incelemeler, duşuk molekuler ağırlıklı ve ucucu terpenlerin kimyasal ve biyolojik onemini gostermiştir. Bu nedenle ikincil metabolitlerin bileşenleri ucucu yağlar olarak bilinir. Sunulan bilgiler, bu metabolit ailesinde bilimsel kanıtları ve endustriyel onemi referans olanları kapsadığından, bu molekullerin bolluğu bu bolumde sunulandan cok daha yuksektir. Hala cok az veya hic bilgi bulunmayan yuzlerce molekul uzerinde yapılacak cok araştırma vardır. Ucucu yağları henuz tanımlanmamış olan ve insanlar icin faydalı olan yeni monoterpenler ve seskiterpenlerin kaynağı olabilecek aromatik turler hala vardır.
Kaynakca:
https://www.researchgate.net/publication/344614521_Terpenes_in_Essential_Oils_Bioactivity_a nd_Applications
http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0034-74182019000100080
Yazar: Ozlem Guvenc Ağaoğlu