Determination of Essential Oil Components of Some Anise (Pimpinella anisum L.) and Sweet Fennel (Foeniculum vulgare Mill. var. dulce) Populations

Abstract

Anise (Pimpinella anisum L.) and sweet fennel (Foeniculum vulgare Mill. var. dulce) are among the medicinal and aromatic plants cultivated in our country and of economic importance. This study was carried out to investigate the effects of anise and sweet fennel populations on essential oil ratios and components. Essential oils were obtained by using hydro-distillation method. Essential oil components were also examined by GC / MS method. According to the findings, the essential oil rate obtained from anise fruits was between 3.24±0.03-3.48±0.04%, while it was found between 2.37±0.10-3.24±0.10% in sweet fennel populations. Trans-anethole was found at the highest rate in the essential oil components of both species. The rates of trans-anethole detected in anise (85.22±3.98-97.23±0.18%) populations were found to be higher than that of sweet fennel (81.63±3.79-92.64±1.90%). After trans-anethole, which is highly found in anise and sweet fennel essential oil, the most common components were determined to be estragole, L-fenkhon and limonene. Along with these four main components, anise and sweet fennel essential oils have been found to contain seven oxygen monoterpene and eight monoterpene hydrocarbons. The highest trans-anethole ratio was obtained from Konya-1 (92.64±1.90%) population in sweet fennel and Burdur (97.23±0.18%) population for anise. These populations can be used as starting material in breeding studies for the purpose of developing new varieties in the future for anise and sweet fennel.

Keywords

• Anise
• fennel
• trans-anethole
• essential oil

Bazı Anason (Pimpinella anisum L.) ve Tatlı Rezene (Foeniculum vulgare Mill. var. dulce) Populasyonlarının Uçucu Yağ Bileşenlerinin Belirlenmesi

Abstract

Anason (Pimpinella anisum L.) ve tatlı rezene (Foeniculum vulgare Mill. var. dulce) ülkemizde yoğun olarak tarımı yapılan ve ekonomik önemi olan tıbbi ve aromatik bitkiler arasında yer almaktadır. Bu çalışmada farklı bölgelerden temin edilen anason ve tatlı rezene populayonlarına ait meyvelerin uçucu yağ oranları ile bileşenlerini belirlemek amaçlanmıştır. Hidro-distilasyon yöntemi kullanılarak uçucu yağ elde edilmiştir. GC / MS yöntemi ile de uçucu yağ bileşenleri belirlenmiştir. Elde edilen bulgulara göre, uçucu yağ oranı anason meyvelerinde %3.24±0.03-3.48±0.04, tatlı rezene meyvelerinde ise %2.37±0.10-3.24±0.10 arasında bulunmuştur. Her iki türün uçucu yağ bileşenlerinde trans-anethol en yüksek oranda tespit edilmiştir. Trans-anethol oranı, anason populasyonlarında (%85.22±3.98-97.23±0.18), tatlı rezene (%81.63±3.79-92.64±1.90) populasyonlarına göre daha yüksek oranda bulunmuştur. Anason ve tatlı rezene uçucu yağında yüksek oranda bulunan trans-anetholden sonra en fazla görülen bileşenlerin estragol, L-fenkhon ve limonen olduğu belirlenmiştir. Bu dört ana bileşenle birlikte anason ve tatlı rezene uçucu yağında yedi oksijenli monoterpen ve sekiz monoterpen hidrokarbon olduğu tespit edilmiştir. En yüksek trans-anethol oranı tatlı rezenede Konya-1 (%92.64±1.90) populasyonundan, anason için ise Burdur (%97.23±0.18) populasyonundan elde edilmiştir. Anason ve rezenede yeni çeşit geliştirme amacıyla ıslah çalışmalarında bu populasyonlar başlangıç materyali olarak kullanılabilir.

Keywords

• Anason
• tatlı rezene
• trans-anethol
• uçucu yağ

References

1. Acimovic M, Tesevic V, Todosijevic M, Djisalov J, Oljaca S, 2015. Compositional characteristics of the essential oil of Pimpinella anisum and Foeniculum vulgare grown in Serbia. Botanica Serbica, 39 (1): 09-14.
2. Anwar F, Hussain AI, Sherazi STH, Bhanger MI, 2009. Changes in Composition and Antioxidant and Antimicrobial Activities of Essential Oil of Fennel (Foeniculum vulgare Mill.) Fruit at Different Stages of Maturity. Journal of Herbs, Spices & Medicinal Plants, 15:187–202.
3. Arslan N, Gürbüz B, Sarıhan EO, Bayrak A, Gümüşçü A, 2004. Variation in Essential Oil Content and Composition in Turkish Anise (Pimpinella anisum L.) Populations. Turkish Journal of Agricultural Foresty, 28: 173-177.
4. Başer KHC, Tabanca N, Krimer N, Khan S, Bedir E, Khan S, Jacob M, Khan I, 2003. Antimicrobial Compounds from Pimpinella Species Growing in Turkey, Planta Med, 69: 933-938.
5. Baydar H, Erbaş S, 2014. Yağ Bitkileri Bilimi ve Teknolojisi. SDÜ Yayınları, Yayın No: 97, Isparta.
6. Baydar H, 2016. Tıbbi ve Aromatik Bitkiler Bilimi ve Teknolojisi (Genişletilmiş 5. Baskı). Süleyman Demirel Üniversitesi Yayın No: 51 (ISBN: 975-7929-79-4).
7. Besharati-seidani A, Jabbari A, Yamini Y, 2005. Headspace solvent microextraction: a very rapid method for identification of volatile component of Iranian Pimpinella anisum seed. Anal. Chim. Acta., 530: 155-161. doi:10.1016/j.aca.2004.09.006.
8. Coşge B, Kiralan M, Gürbüz B, 2008. Characteristics of fatty acids and essential oil from sweet fennel (Foeniculum vulgare Mill. var. dulce) and bitter fennel fruits (F. vulgare Mill. var. vulgare) growing in Turkey. Natural Product Research, 22 (12): 1011–1016.

9. Damjanovic B, Lepojevic Z, Ivkovic VZ, Tolic A, 2005. Extraction of fennel (Foeniculum vulgare Mill.) seeds with supercritical CO2 : Comparison with hydrodistillation. Food Chem., 92: 143-149.
10. Dadalioglu I, Evrendilek GA, 2004. Chemical composition and antibacterial effects of essential oils of Turkish oregano (Origanum minutiflorum), bay laurel (Laurus nobilis), Spanish lavender (Lavandula stoechas L.), and fennel (Foeniculum vulgare) on common food borne pathogens. J. Agric. Food Chem., 52(26):8255–8260.
11. Doğan Ö, Kara N, Tonguç M, 2018. Anason Populasyonlarında Verim, Uçucu Yağ Oranı ve Genetik İlişkilerin Araştırılması. Black Sea Journal of Agriculture, 1(4): 110-116.
12. El Wahab MAA, 2006. The efficiency of using saline and fresh water irrigation asalternating methods of irrigation on the productivity of Foeniculum vulgare Mill subsp. vulgare var. vulgare under North Sinai conditions, Res. J. Agric. Biol. Sci., 2: 571–577.
13. Efe E, Bek Y, Şahin M, 2000. SPSS’de Çözümleri ile İstatistik Yöntemler II. Yayın No: 73, KSÜ Yayınları, Kahramanmaraş.
14. Esquivel-Ferriño PC, Favela-Hernández JMJ, Garza- González E, Waksman N, Ríos MY, Camacho-Corona MR, 2012. Antimycobacterial activity of constituents from Foeniculum vulgare var. dulce grown in Mexico. Molecules, 17: 8471-8482.
15. Gende LB, Maggi MD, Fritz R, Eguaras MJ, Bailac PN, Ponzi MI. 2009. Antimicrobial activity of Pimpinella anisum and Foeniculum vulgare essential oils against Paenibacillus larvae. J Essential Oil Res, 21: 91-93.
16. Gruenwald J, Brendler T, Jaenicke C. 2004. PDR for Herbal Medicines, 3rd edition. Medical Economics Company, New Jersey, 316-317.
17. Kara N, 2015. Yield, quality and growing degree-days of anise (Pimpinella anisum L.) under different agronomic practices. Turkish Journal of Agricultural and Forestry, 39: 1014-1022.
18. Kaya N, 1990. Batı Anadolu Anason (Pimpinella anisum L.)’larının Bazı Kalite Özellikleri Üzerinde Araştırma. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 26: 91-101.
19. Keskin S, Baydar H, 2016. Umbelliferae familyasından bazı önemli kültür türlerinin Isparta ekolojik koşullarında tarımsal ve teknolojik özelliklerinin belirlenmesi. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 20(1): 133-141.
20. Mimica-Dukic N, Kujundzic S, Sokovic M, Couladis M, 2003. Essential oil composition and antifungal activity of Foeniculum vulgare Mill. obtained by different distillation conditions. Phytother. Res., 17(4):368–371.
21. Najdoska M, Bogdanov J, Zdravkovski Z, 2010. TLC and GC-MS analyses of essential oil isolated from Macedonian Foeniculi fructus. Macedonian Pharmaceutical Bulletin, 56: 29-36.
22. Özkan F, Gürbüz B, 2000. Tatlı rezene (Foeniculum vulgare Mili. var. dulce )'de bitki sıklığının verim ve verim özellikleri üzerine etkileri. Tarla Bitkileri Merkez Araştırma Enstitüsü Dergisi, 9: 1-2.
23. Puodziuniene G, Janulis V, Milasius A, Budnikas M. 2004. Development of throat clearing herbal teas, Medicina (Kaunas), 40(8), 762-7.
24. Raal A, Orav A, Arak E, 2012. Essential oil composition of Foeniculum vulgare Mill. fruits from pharmacies in different countries. Nat Prod Res 26: 1173-1178.
25. Sharifi R, Kiani H, Farzaneh M, Ahmadzadeh M, 2008. Chemical Composition of Essential Oils of Iranian Pimpinella anisum L. and Foeniculum vulgare Miller and their Antifungal Activity Against Postharvest Pathogens. Journal of Essential Oil Bearing Plants, 11(5): 514 – 522.
26. Şanlı A, Karadoğan T, Baydar H, 2008. Doğal Olarak Yetişen Tatlı Rezene (Foeniculum vulgare Mill. var. dulce)’nin Farklı Büyüme ve Gelişme Dönemlerinde Uçucu Yağ Miktarı ile Bileşenlerinin Belirlenmesi. Süleyman Demirel Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi 3(2): 17-22.
27. Ullah H, Honermeier B, 2013. Fruit yield, essential oil concentration and composition of three anise cultivars (Pimpinella anisum L.) in relation to sowing date, sowing rate and locations. Industrial Crops and Products, 42: 489-499. doi: 10.1016/j.indcrop.2012.06.011.
28. Zongliang H, 2012. Anethole development trends. International Conference in Singapore, 4 - 8 November 2012 ‘Essential Asia’, Conference Proceedings, pp. 103-111.