Polichimismul Intraspecific Mentha Spicata

STUDIA UNIVERSITATIS MOLDAVIAE Revist= [tiin\ific= a Universit=\ii de Stat din Moldova, 2020, nr.6(136) CZU: 582.949.27:581.19 POLICHIMISMUL INTRASPECIFIC MENTHA SPICATA Elena PELEAH, Victor MELNIC, Ion DRAGALIN* Universitatea de Stat din Moldova * Institutul de Chimie Pentru studiul comparativ al diferitelor chemotipuri de Mentha spicata L. acestea au fost colectate atât din populaţii spontane de pe teritoriul Moldovei, cât şi din alte zone geografice. Pentru depistarea posibilităţilor potenţiale ale ecotipurilor de mentă a fost efectuat studiul particularităţilor vegetaţiei, ponderea de ulei, compoziţia calitativă a uleiului. După compoziţia calitativă mentele studiate au fost împărţite în 3 grupe. Cuvinte-cheie: Mentha spicata L., uleiuri eterice, terpenoide, chemotipuri. MENTHA SPICATA INTRASPECIFIC POLYCHEMISM A comparative study of various wild Mentha spicata L. ecotypes from Moldova and from other geographical areas was carried out. According to the morphological features, the ecotypes were not different and were in line with the botanical description of study species. To identify potential opportunities for mint ecotypes, the vegetation features, yield of oil and essential oil composition was studied. It was revealed that in the same area both analogous and different chemotypes grow, which resulted from free pollination while maintaining the morphology of species. Keywords: Mentha spicata L. essential oil composition, the terpenoids, chemotypes. Introducere Genul de Mentha include 25-30 de specii care cresc în diferite zone climatice, în timp ce M. longifolia şi M. spicata sunt principalele specii cultivate la temperaturi ridicate. Aceste specii prezintă o diversitate chimică considerabilă în compoziţia lor de uleiuri esenţiale şi sunt considerate culturi industriale ca produse de un număr de uleiuri volatile valoroase din punct de vedere comercial, care conţin amestecuri complexe de monoterpenoizi. Numeroase tipuri de plante aromatice au fost folosite încă din cele mai vechi timpuri şi sunt acum utilizate pe scară largă în alimente, cosmetice şi medicamente. În plus, uleiurile esenţiale bogate în carvonă sunt utilizate pe scară largă ca mirodenii în industria aromelor şi parfumurilor din Europa [1]. Speciile de mentă întălnite sunt polimorfe. Ele se supun uşor hibridizării interspecifice, formând specii intermediare, hibrizi, hemorase [2,3]. Menta are un potenţial adaptiv foarte înalt pentru diferite tipuri de soi şi climă, formând modificăţii morfologice [4]. Diferenţa de conţinut şi compoziţie de ulei poate fi atribuită factorilor legaţi de ecotip, temperatură, fenofaze, genotip şi de condiţiile agronomice [5]. O serie de chemotipuri au fost descrise în stadii anterioare cu prevalenţă de pulegon, carvonă, linalool, piperitonă, oxid de piperiton, mentonă/izomentonă. Interesul faţă de formele spontane ale genului Mentha este determinat atât de particularităţile statutului genetic, cât şi de posibilitatea folosirii lor în calitate de producători preţioşi de ulei eteric. Aceste cercetări sunt determinate şi de posibilitatea antrenării acestori forme în lucrările de selecţie. Uleiul esențial de Spearmint (M. spicata L.) este versiunea mai blândă, mai dulce și mai puţin puternică a uleiului esențial de Peppermint (M. piperita L.), datorită predominanţei moleculei L-carvonă, o cetonă care nu prezintă nicio toxicitate potenţială [6]. Rezultate şi discuţii Scopul cercetării rezidă în studierea unui şir de forme autohtone de M. spicata L. colectate din diferite localităţi şi în selectarea celor mai perspective forme de M. spicata L. ce pot servi ca sursă de substanţe biologic active. Pentru a rezolva această problemă, uleiul esențial a fost obţinut prin metoda Ginsberg din plante colectate în stadiul înflorii în masă. Caracterizarea chimică a fost realizată prin metode moderne şi clasice de studiu al compuşilor terpenici specificate în [7]. În baza indicilor fizico-chimici ai uleiului eteric extras din formele de Mentha spicata L. studiate au fost depistate variaţii semnificative atât după intensitatea procesului de sinteză a uleiului eteric, cât şi după conţinutul componenţilor principali în ulei. Cea mai mare pondere de ulei o are ecotipul din Italia – 2,5%, iar cea mai mică – 0,8% este prezentă la ecotipurile din Moldova. Un interes deosebit prezintă compoziţia calitativă a uleiurilor. Toate formele de 60 Seria “{tiin\e reale [i ale naturii” Biologie ISSN 1814-3237 M. spicata studiate de noi având aceeași caracteristică morfologică se deosebesc între ele atât după compoziţia terpenoizilor, cât şi după raportul cantitativ al componenţilor, adică sunt hemorase. 50 40 I Ecotip Moldova Hincesti 1 I Ecotip Ucraina Pridneprovsk II, III Ecotip Ucraina Erjovo II, III Ecotip Italia 30 20 0 Monoterpe… Mentol Mentona Piperitona Oxid de… Piperitenona Oxid de… Linalool Linalilacetat Geraniol Geranilacetat Carvona 10 Fig.1. Variabilitatea componenţei chimice a uleiurilor eterice ale hemoraselor M. spicata L. (în %) Diferenţa de conţinut şi compoziţie de ulei poate fi atribuită factorilor legaţi de ecotip, temperatură, fenofaze, genotip şi de condiţiile agronomice [5]. Procentul de carvonă de asemenea variază în creşterea Spearmint în deferite ţări, de exemplu: în Egipt (46,4% - 68,5%), în Canada (59% -74,0%), în Tucia (78,4% - 82,2%). Un hemotip bogat în linalool (82,8%) a fost reportat în Turcia [1, 5]. În cercetările noastre s-a constatat că după compoziţia calitativă mentele studiate pot fi împărţite în 3 grupe. Pe lângă aceasta, se observă o variaţie considerabilă a raportului cantitativ al componenţilor. Prima grupă de hemorase sintetizează preponderent monoterpenoizi ciclici cu funcţia oxigenată la atomul de carbon din poziţia 3 al ciclului p-mentanic – mentol, mentonă, piperitonă, cetooxizi. Menta care acumulează cetooxizi (oxizi de piperitonă şi de piperitenonă) prezintă un interes deosebit datorită proprietăţilor sale bactericide [8]. Tabelul 1 Variaţia compoziţiei calitative a terpenoizilor la ecotipul M. spicata L. (grupa 1) Ecotipul Moldova, Ucraina, Moldova, Rusia-2 Moldova, Hâncești-1 Pridneprovsk Bahmut Hâncești-3 Monoterpene Mentol Mentonă Izomentonă Piperitonă Oxid de piperionă Piperitenonă Oxid de piperitenonă Pulegonă 1,2% 4,5% 3,7% 4,5% 3,3% 31,8% 2,7% 37,9% - 1,2% 13,2% 44,3% 15,2% 1,2% 0,7% 0,1% 3,1% 0,1% 1,5% 23,0% 45,0% 3,2% 7,3% 3,2% 0,7% 2,8% 3,3s% 7,2% 14,0% 2,6% 2,0% 8,8% 14,9% 0,8% 38,5% 1,7% 0,5% 45,2% 12,7% 2,7% 3,1% 0,4% 3,5% 3,0% 6,7% A doua grupa de hemorase acumulează în compoziţia uleiului eteric monoterpenoizi ciclici cu funcţia oxigenată la atomul 2 de carbon al ciclului p-mentanic – monoterpenoizi ai grupei carvonei. Dar raportul cantitativ al componenţilor variază mai puţin în comparaţie cu prima grupă şi componentul principal (mai mult de 50% în componenţa uleiului eteric) este carvona. 61 STUDIA UNIVERSITATIS MOLDAVIAE Revist= [tiin\ific= a Universit=\ii de Stat din Moldova, 2020, nr.6(136) A treia grupă de hemorase M. spicata sintetizează preponderent terpenoizi aciclici ce conţin linalool şi linalilacetat în diferite raporturi, de asemenea însoţite de geraniol, geranilacetat, nerol şi altele. În zona noastră climatică plantele care acumulează terpenoizi aciclici sunt foarte rare. Cu toate că aceşti componenţi se conţin în compoziţia uleiului eteric în cantităti minore, ei îmbunătăţesc considerabil calitățile organoleptice şi fac posibil ca hemorasa să fie privită foarte atractivă pentru utilizarea în calitate de noi forme. Tabelul 2 Variaţia compoziţiei calitative a terpenoizilor în ecotipurile M. spicata L. (a 2-a şi a 3-a grupă) Ecotipul Ucraina Rusia Chişinău-1 Italia Moldova Moldova, Chişinău-2 Monoterpene Linalool Linalilacetat Geraniol Geranilacetat Carvonă Dihidrocarvonă 2,2% 0,7% 1,9% 2,5% 1,8% 53,5% 8,7% 7,8% 0,8% 1,4% 1,7% 0,5% 58,7% 5,3% 7,0% 0,3% 0,4% 2,2% 0,5% 62,2% 10,0% 1,2% 49,7% 44,3% 2,8% 2,5% - 0,9% 9,0% 4,2% 0,5% 0,8% 64,1% 6,5% 0,2% 86,0% 3,0% 5,9% 3,3% - Ecotipurile studiate de noi de M. spicata L. sunt diferite după compoziţia calitativă a uleiului eteric. Pe lângă aceasta, în una şi aceeaşi zonă ecologică cresc atât hemotipuri asemănătoare, cât şi hemotipuri diferite ce apar în rezultatul hibridizării cu păstrarea caracterelor morfologice ale unui şir concret. La contactul populaţiilor din diferite specii formarea hibrizilor este inevitabilă. Hibrizii posedă o mobilitate vegetativă mai pronunţată, rezistentă la dăunători, potenţial de adaptare, motiv pentru care pot fi întâlniţi mai des în locuri de creştere comună decât formele iniţiale. Concluzii 1. Toate formele de Mentha spicata studiate posedă aspect morfologic tipic speciei M. spicata L., în timp ce după setul de terpenoizi ce-l sintetizează formele au fost împarţite în 3 grupe:  Forme ce sintetizează terpenoizi aciclici (linalool, linalilacetat);  Forme ce sintetizează terpenoizi cu funcţia oxigenată la atomul de C din poziţia 2 al inelului p-mentanic (carvona şi derivaţii ei);  Forme ce sintetizează terpenoizi cu funcţia oxigenată la atomul de C din poziţia 3 al inelului p-mentanic (mentol, mentonă, cetooxizi). 2. Variația caracterelor chimice ale ecotipurilor speciilor de mentă semnalează despre genotipurile heterozigote complexe ale speciilor de mentă spontane iniţiale şi permite evidenţierea din generaţiile generative a puieţilor perspectivi pentru selecţia ulterioară. 3. Cele mai perspective forme autohtone de M. spicata L. au fost colectate din satul Fundul Galben, care sintetizează 3,12% de ulei eteric cu componentul principal linalool (65,2%) şi din satul Bahmut, cu producerea de ulei (1,9%) bogat în carvonă (80,3%). 4. Condiţiile pedoclimatice ale Moldovei sunt favorabile pentru cultivarea plantelor eterooleaginoase. Din timpuri străvechi menta era considerată o plantă eterooleaginoasă tradițională pentru regiuniunea noastră. Agrotehnica de cultivare a acesteia este astăzi optimizată şi hemorasele perspective obţinute de noi şi hibrizii pot prezenta interes pentru lărgirea asortimentului de culturi eterooleaginoase. Referinţe: 1. 2. 3. TELCI, I., SAHBAZ, N., YILMAZ, G., TUGAY, M. Agronomical and chemical characterization of spearmint (M. spicata) originating in Turkey. In: Econom Bit., 2004, vol.58, p.721-728 BAYAN, Y., KUSEK, M. Chemical Composition and Antifungal and Antibacterial activiti of M. spicata L. Volatil Oil. In: Cien. Inv. Agr., 2018, no.45 (1) p.64-69 KOKKINI, S., VOKOU, D. Mentha spicatra (Lamiacea) Chemotytpes Growing Wild in Greece. In: Economic Botany, 1989, no.43, p.192-202 62 Seria “{tiin\e reale [i ale naturii” Biologie ISSN 1814-3237 4. LAURENCE, M. Mint – the Genus Mentha. Medicinal and Aromatic Plants – industrial profiles. CRC Press Taylor and Fransis group, 2007, p.556. 5. SNOUSSI, M., NOUMI, E., TRABELSI, N., FLAMINI, G., PAPETTI, A., DE FEO, V. Mentha spicata Essential oil: Chemical Composition, Antioxidant and Antibacterial Activities against Planktonic and Biofilm Cultures of Vibrio ssp. Strains. In: Molecules, 2015, no.20 (8) p.14402-14424. 6. BULEANDRA, M., OPREA, E., POPA, D.E., DAVID I.G., MOLDOVAN Z., MIHAI, I., BADEA, A. Comparativ Chemical Analisis of Mentha piperita and M. spicata and a Fast Assessment of Commercial Peppermint Teas. In: Natural Product Communication, 2016, vol.11, no.4, p.551-555. 7. ЧОБАНУ, В., ПЕЛЯХ, Е., ПИСОВА, М. Сравнительное изучение хеморас Mentha arvensis L. В: Anale ştiinţifice ale Universității de Stat din Moldova. Seria „Ştiințe chimico-biologice”, 2003, p.124-127 8. SHAROPOV, F., SULEIMONOVA, V., SETZER, W. Essential oil composition of Mentha longifolia from wild population growing in Tajikistan. In: J. of Medicinally Active Plants, vol.1, no.2, p.76-84. Date despre autori: Elena PELEAH, doctor, Facultatea de Biologie şi Pedologie, Universitatea de Stat din Moldova. E-mail: [email protected] Victor MELNIC, doctor, Facultatea de Biologie şi Pedologie, Universitatea de Stat din Moldova. Ion DRAGALIN, Institutul de Chimie. Prezentat la 02.10.2020 63