Farklı koşullar altında elde edilen Rosmarinus officinalis uçucu yağlarının kimyasal içeriklerindeki değişimlerin incelenmesi ve kemometrik analizleri
Investigation and chemometric analysis of the changes in the chemical contents of Rosmarinus officinalis essential oils obtained under different conditions
Yazar: DILARA IBRAHIMZADE
Danışman: PROF. DR. MEHMET ÖZTÜRK ; DR. YUSUF SICAK
Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Alfa amilaz = Alpha amylase ; Biberiye = Rosemary ; Glükozidaz = Glucosidase ; Kemometri = Chemometrics ; Kolinesterazlar = Cholinesterases ; Tirosinaz = Tyrosinase ; Uçucu yağlar = Essential oils

Özet:
Bu tez çalışmasında, Muğla'da kültürü yapılan Rosmarinus officinalis L. (biberiye) türünün farklı koşullarda elde edilen uçucu yağlarının kimyasal içeriğinin GC-MS ile tespit edilmesi, antikolinesteraz, tirosinaz, α-amilaz ve α-glukosidaz enzim inhibisyon potansiyellerinin ortaya konması ve verilerin kemometrik olarak değerlendirilmesi amaçlanmıştır. 
Lamiaceae familyası türü olan Rosmarinus officinalis (Biberiye) hem süs hem kozmetik hem de tıbbi açıdan dünyanın birçok yerinde yetiştirilen bir kültür bitkisidir. Ülkemizde "Biberiye, Kuş dili" olarak bilinir ve anavatanı Kuzey Afrika ve Akdeniz ülkeleridir. R. officinalis iğneye benzeyen ince yapraklı, mor çiçekli ve çalı görünümlüdür. Akdeniz çevresinde yaygın olarak yetişen bitkinin genç sürgünleri baharat, kendisi ise süs bitkisi olarak kullanılmaktadır. Çiçeklerinin haşlanmasıyla şurup, çiçeklerinden ve yapraklarından "biberiye ispirtosu", kolonya vb. yapmaya yarayan değerli bir uçucu yağının kozmetikte özellikle cilt bakım ürünlerinde kullanıldığı bilinmektedir. R. officinalis çayının sindirim sistemine de faydalı olduğu bilinmektedir. Bu nedenle R. officinalis türünün uçucu yağı çeşitli farmakopilere girmektedir. Avrupa Farmakopisinde "Rosemary Leaf ve Rosmarini folium" ismiyle yer almaktadır ve genel olarak uçucu yağı hidrodestilasyon yöntemiyle elde edilmektedir. Ülkemizde geniş Akdeniz iklimi üzerinde kültürü yapılan bu önemli türün uçucu yağının içeriklerindeki kimyasalların standardizasyonu için kurutma türünün ve uçucu yağ çıkartılmada kullanılan suyun pH'ın net olarak bilinmesi önem taşımaktadır.
Fitoterapötik ve aromaterapötik kullanımı yaygın olan R. officinalis türünün uçucu yağının kimyasal içeriğinin çeşitli etmenlerle değişip değişmediğini, standardize edilip edilemeyeceğinin araştırılmasının yapılması amaçlandı. Bu amaçla, Muğla-Köyceğiz  yöresinden toplanan R. officinalis, parçalara bölünüp farklı şartlar altında kurutmaya bırakıldı. R. officinalis bitkisi toplandıktan hemen sonra, güneş altında ve karanlık ortamda 1., 2., 3., ve 4. gün, ve son olarak meyve kurutma makinesinde kurutuldu. Her bir kurutma yöntemi için ayrılan örneklerin herbiri ayrıca üçe bölünerek hidrodestilasyon işleminde sırasıyla, pH=5.8, pH=7.0 ve pH=8.0'e getirilmiş su kullanılarak uçucu yağlar çıkartıldı. Böylelikle 30 adet uçucu yağ elde edildi. Elde edilen uçucu yağların kimyasal içerikleri GC-MS cihazında analiz edilerek uçucu bileşenleri belirlendi. Ayrıca, tıpta ve kozmetikte kullanım alanı olan için R. officinalis türünün 30 adet uçucu yağının asetilkolinesteraz, bütirilkolinesteraz, tirozinaz, α-glukosidaz ve α-amilaz inhibisyon aktiviteleri test edildi.
Uçucu yağların majör bişenleri α-pinen (%0,001 ile %19,6), ecaliptol (%0,001 ile %53,2), camphor (%0,13 ile %18,6), borneol (%0,13 ile %35,4), verbenon (%0,24 ile %98,1), ilginç bir şekilde kurutma ve pH etkilerinden dolayı farklılık gösterdi. Avrupa Farmakopisinde yer alan diğer majör bileşenlerin camphen (%0,001 ile %5,5), β-pinene (%0,001 ile %4,9), myrcene (%0,001 ile %1,9), p-cymene (%0,001 ile %2,97), limonene (%0,001 ile %4,3), α-terpineol (%0,27 ile %12,1) ve bornyl acetate (%0,001 ile %7,8) de % bileşen miktarlarının yüksek oranda değiştiği izlendi.
Bu tez kapsamında R. officinalis bitkisinin uçucu yağının içeriğinin çeşitli etmenlerle değiştiği ve enzim inhibisyon deneylerinin farklılık gösterdiği görüldü. Hem GC-MS verilerine hem de biyoaktivitelere kemometrik yöntemlere tabii tutularak aradaki farklılıklar belirlendi. Meyve kurutma makinesi ile kurutulan bitki örneğinden elde edilen uçucu yağların Avrupa Farmokopisine en uygun olduğu tespit edildi. Bu tez çalışmasının sonuçları, bitki özütleme, uçucu yağ elde etme bakımından önemli olduğundan halk sağlığını korumak adına uçucu yağ üreten firmalar açısından önem arz ettiğini düşünmekteyiz.

Abstract:
In this thesis, the chemical composition of essential oils of Rosmarinus officinalis (Rosemary), cultured in Muğla, obtained under different conditions were determined using GC-MS. In addition, the inhibitory activities of acetylcholinesterase, butyrylcholinesterase, tyrosinase, α-amylase and α-glucosidase were also studied. Furthermore, the percentage composition data of 29 major compounds of essential oil and the bioactivities data were subjected to chemometric analyses.
Rosmarinus officinalis (Rosemary), a member of the Lamiaceae family, is a cultivated plant grown in many parts of the world, both for ornamental, cosmetic and medicinal purposes. It is known as "Rosemary, Biberiye, Kuş dili" in our country, and its homeland is North Africa and Mediterranean countries. R. officinalis has needle-like thin leaves, purple flowers and a shrub-like appearance. The young shoots of the plant, a widely growing Mediterranean area, are used as a spice and an ornamental plant. A syrup by boiling its flowers, rosemary spirit and cologne from its flowers and leaves, etc., are prepared. It is known that a valuable essential oil is used in cosmetics, and especially in skincare products. Rosemary tea is known to be beneficial for the digestive system. Therefore, its essential oil is mentioned in various pharmacopoeias. It is available in the European pharmacopoeia as "Rosemary Leaf and Rosmarini folium". In general, the essential oil is obtained using the hydrodistillation method. To standardize the chemicals in the essential oil of this important species, which is cultivated in the broad Mediterranean climate in our country, the drying type of the plant and the pH of the water used for essential oil extraction should be known clearly.
This study aims to investigate changes in the chemical composition of the essential oils of R. officinalis obtained using different methods for possible standardization. For this purpose, R. officinalis from Muğla was collected, divided into pieces, and left to dry under different conditions. Briefly, the plant samples, which were undried, dried under the sun and under the shadow on the 1st, 2nd, 3rd, and 4th days, and dried using a fruit dryer for one day, were used to obtain essential oils. The samples were also divided into three parts which each were submitted to hydrodistillation at pH=5.8, pH=7.0 and pH=8.0. The essential oils of the undried and dried parts of the plant were extracted with a Clevenger apparatus. Thus, 30 essential oils were obtained. The chemical contents of the essential oils obtained were analyzed using a GC-MS. In addition, acetylcholinesterase, butyrylcholinesterase, tyrosinase, α-glucosidase and α-amylase inhibitory activities of 30 essential were tested oils since the essential oil of R. officinalis is used in medicine and cosmetics.
The composition of major compounds of essential oils were α-pinene (0.001% to 19.6%), ecaliptol (0.001% to 53.2%), camphor (0.13% to 18.6%), borneol (0.13% to 35%) ,4), verbenone (0.24% vs 98.1%), interestingly differed due to drying effects and pH effects. Other major components percentage included in the European Pharmacopoeia, namely, camphen (0.001% vs. 5.5%), β-pinene (0.001% vs. 4.9%), myrcene (0.001% vs. 1.9%), p-cymene (0.001% vs. 2.97), limonene (0.001% to 4.3%), α-terpineol (0.27% to 12.1%) and bornyl acetate (0.001% to 7.8%) also detected in different amounts.
Within the scope of this thesis, it was seen that the composition of the essential oil of the R. officinalis changed with various factors, and depending on composition, the enzyme inhibitory activity results differed from each other. Both GC-MS data and bioactivities were subjected to chemometric methods, and the differences were explained. Since the results of this thesis study are important in terms of plant extraction and essential oil obtaining, we think that the results of this study are crucial for companies producing essential oil to protect public health.