İran'a özgü geleneksel bitkiler üzerine analitik çalışmalar

İnsanoğlu yüzyıllardır bitkileri hem gıda olarak tüketmekte hem de tedavi edici amaçlarla kullanmaktadır. Geçtiğimiz yıllarda, bitkisel gıdaların tüketiminde gittikçe artan bir rağbet görülmektedir; bunun başlıca sebepleri bitkilerin besin değerlerinin yüksek olması ve iyileştirici özellikler taşımasıdır. Bitkilerin folklorik olarak ünlenmesiyle birlikte bilim insanları için bu bitkilerde bulunan pek çok kimyasal bileşiğin aydınlatması büyük önem kazanmaktadır. Bitkilerde bulunan fenolik bileşikler, gıda içerisindeki yağların oksidasyonunu geciktirdiğinden gıda ürünlerinin kalitesini ve besleyiciliğini arttırır bu sebeple gıda endüstrisinde gittikçe daha fazla ilgi görmektedir. Karotenoidler, flavonoidler ve polifenoller ile bunların ikincil metabolitlerinin çok iyi antioksidan ve antikanser özellikler gösterdiği belirlenmiştir. Yiyeceklerle birlikte tüketilen ve iyileştirici özelliklerinden dolayı kullanılan pek çok bitki arasından bazıları tatları, renkleri ve kokularından dolayı İran' a özgü gıdalar arasında özel bir yere sahiptir. Safran (Crocus sativus), kakule (Elettaria cardamomum), sumak (Rhus coriaria L.), ve kadıntuzluğu (Berberis vulgaris) tat ve renk verme ve bunun yanında da iyileştirici özelliklerinden dolayı İran mutfağında sıklıkla tüketilen bitkisel ürünlerdendir. Safran; Crocus sativus L.'un kurutulmuş tepecikleri, dünya çapında bulunan en pahalı baharattır. Safran, yemeklere lezzet verme, kozmetik ürünler ve parfüm üretiminde ve tıbbi amaçlarla kullanılmak üzere yetiştirilmektedir. Safran içeriğinin derinlemesine incelendiği çalışmalarda krosetin esterler, safrana tadını ve rengini veren bileşikler olarak değerlendirilmiştir. Bu bileşikler, safranın kalitesinin de belirlenmesinde etkilidir. Kakule (Elettaria cardamomum), safran ve vanilyadan sonra dünyada bulunan üçüncü en pahalı baharattır. Kakulenin tıbbi özelliklerinin incelendiği pek çok raporda uyarıcı özelliği, sindirime yardımcı olması ve afrodizyak özellik gösterdiği bildirilmiştir. Bununla beraber, bazı çalışmalar kakulede bulunan yağların antibakteriyel, antimikrobiyal ve antienflamatuar etkileri olduğunu göstermiştir. Sumak (Rhus coriaria L.) meyvesi, salataları çeşnilendirmek, yemekleri tatlandırmak için kullanılan baharattır. Sumak meyveleri; polifenoller, flavanoller, hidrolize uğrayabilir tanenler, antosiyaninler ve düşük molekül ağırlıklı organik asitler içermektedir. Sumak ekstraktaları; antimikrobiyal, antifungal ve antivirütik etkiler göstermektedir. Kadıntuzluğu (Berberis vulgaris), Berberidaceae ailesine ait, 4 mevsim yeşil kalan bir bitkidir. Bu bitkinin kökleri tıbbi amaçla kullanılan bitkiler arasında olup, berberin benzeri alkoloidler içerdiğinden antideprasan, sinir koruyucu, antienflamatuar, antiapoptotik etki göstermektedir. Ayrıca bu bitki ile ilgili var olan raporlarda bitkinin kırmızı meyve ekstraktlarının antihistaminik, antikolinerjik tansiyonu düşürücü etkileri olduğu bildirilmiştir. Bu tez çalışmasının birinci kısmında, çeşitli safran örneklerinde Riboflavin (B2 vitamini) içeriği, basit, hassas ve güvenilir bir yöntem olan kapiler elektroforez ile birlikte lazer indüklenmiş floresans dedektör kullanılarak belirlenmiştir. Diğer ayırma teknikleri ile kıyaslandığında kapiler elektroforezin bazı üstünlükleri bulunmaktadır; bunlardan bazıları, düşük maliyetli olması, az miktarda örnek ve kimyasal sarfiyatı, kullanım kolaylığı, kısa analiz süresi ve yüksek ayırma gücüdür. Optimize edilmiş ayırma şartları, 20 mM borat tampon çözeltisi (ayırma elektroliti) pH= 9,5 ve ayırma voltajı 30 kV olarak belirlenmiştir. Lineer kalibrasyon doğrusu 0,01-0,5 µM aralığında oluşturulmuştur ve regresyon katsayısı 0,992'un üzerindedir. Geliştirilen metodun, gözlenebilme sınırı (LOD) ve tayin sınırı (LOQ) sırasıyla 4,15 nM (1,56 ng/L) ve 13 nM (4,89 ng/mL) olarak hesaplanmıştır. İran ve İspanya'da bulunan büyük ve global ölçekli üretici firmalardan temin edilmiş 5 farklı safran örneği üzerinde çalışılmış ve sonucunda safranın riboflavin açısından zengin gıdalardan biri olduğu anlaşılmıştır. Çalışmanın ikinci aşamasında, safran, kakule, sumak ve kadıntuzluğu içerisinde bulunan düşük molekül ağırlıklı organik asitler ile şeker içeriği kapiler elektroforez ve UV-GB spektroskopi dedeksiyonu ile belirlenmiştir. Organik asitlerin ayrılması sırasında, kromofor özellik gösteren ayırma elektrolit çözeltisi olarak 5 mM PDC (2,6-piridindikarboksilik asit) kullanılmıştır. Organik asitlerin net elektroforetik mobilitesini ivmelendirmek için kapiler duvarını kaplama amacıyla, pozitif yüklü yüzey aktif madde olan CTAB konsantrasyonu 0,5 mM olacak şekilde tampon çözelti bileşimine eklenmiştir. Başarılı ayırma, pH= 5,65 değerinde 28 kV voltaj uygulanarak gerçekleştirilmiştir. Oldukça iyi geri kazanım değerleri elde edilmiş olup safranda tespit edilen tüm organik asitler için geri kazanma değerleri, % 84,0- 114, kadıntuzluğu için % 85,0-108 arasında, sumak için % 91,0-113 arasında, kakule içinse % 88,0-109 arasında bulunmuştur. Organik asitler için geliştirilen yöntemin gözlenebilme limitleri 0,372 µg/mL ile 2,80 µg/mL arasındadır. Şeker içeriğinin tayini indirekt UV dedeksiyonu ile gerçekleştirilmiş olup ayırma elektrolit çözeltisi olarak 50 mM, pH=12,5 olan glisil-glisin çözeltisi kullanılmıştır. Ayırma sırasında uygulanan voltaj 22 kV'tur. Kalibrasyon eğrileri 2-12 mM konsantrasyon aralığında oluşturulmuştur ve regresyon katsayıları glikoz ve fruktoz için sırasıyla 0,990 ve 0,997'dir. Geliştirilen yöntemin gözlenebilme sınırları (S/N= 3) glikoz için 28,2 µg/mL fruktoz için 29,1 µg/mL olarak belirlenmiştir. Geri kazanım sonuçları; safran örnekleri için % 87-99 aralığında, kadıntuzluğu meyvesi için % 96 ve sumak için % 97 olarak bulunmuştur. Kullandığımız bu yöntemle kakulede şeker bulunamadı. Temel bileşenler analizi ve ardından hiyerarşik küme çözümlemesi tekniği kullanılarak 10 farklı ticari markaya ait safran örneğinin ihtiva ettiği organik asit ve suda çözünebilir şeker çeşitlerinin miktarlarının benzerlik ve farklılıkları esas alınarak bir sınıflandırılma yapılmıştır. Bu çalışma sonucunda elde edilen bilgiler, safran, kakule, sumak ve kadıntuzluğunun besleyici niteliğinin değerlendirilmesi konusunda oldukça iyi bir kaynak olmuş ve literatürde bu bitkilerin organik asit ve şeker içeriğine ait az sayıda çalışma olması nedeniyle de büyük katkı sağlamıştır. Literatür araştırmalarımızın sonucunda ulaştığımız sonuç bu tez çalışmasının sumak ve kakulenin organik asit içeriğinin incelendiği ilk çalışma olduğudur. Bu tez çalışmasının üçüncü aşamasında, yüksek ayırma etkinliğine sahip sıvı kromatografisi ile birlikte iyon tuzaklı-uçuş zamanlı kütle spektoskopik dedeksiyon kullanılarak safran ekstraktında bulunan pek çok bilinmeyen yapının kalitatif olarak aydınlatılması sağlanmıştır ve bu sayede safran ekstraktında yeni krosetin esterlerin tanımlanması sağlanmıştır. Bu çalışmada, glikozid yapıları tam olarak bilinmeyen pek çok krosetin ester kalitatif olarak tanımlanmıştır; bunlar trans ve cis-krosin 4(Gn-diG), trans ve cis-krosin 3 ve ayrıca krosin 1 izomeridir. Temel bileşenler analizi kullanılarak, İran ve İspanya'dan temin edilen safran örneklerinin yetiştirildiği ülkelere göre sınıflandırılması da yapılmıştır.