Geographical Variation of Essential Oil of Pinus pinea Needles in Turkey

Year 2022, Volume: 22 Issue: 1, 78 - 84, 31.03.2022

Mualla Balaban Uçar Oktay Gönültaş

https://doi.org/10.17475/kastorman.1095918

Abstract

Aim of study: The aim of this study is to evaluate intraspecific variations of Pinus pinea needle essential oils obtained from five locations in Turkey
Area of study: The chemical composition of needle essential oil of Pinus pinea from five locations in Turkey was investigated and compared in order to determine differences among the regions (west; Armutlu and Kozak: east; Coruh, Maras Kapıcam and Onsen.
Material and methods: Each sample set containing fresh needles (700-800 g), were distillated with 3 L of water for 2 h by means of hydro distillation. Analyses were carried out in the GC-MS instrument to identify and quantitate the compounds in the EOs.
Main results: The results showed needle essential oil (EO) was dominated by monoterpene hydrocarbons (69.00- 84.90%), sesquiterpene hydrocarbons (4.10-8.80 %) and diterpenes (1.02-1.57%). As expected, the essential oil composed mainly of limonene (52.70-76.10%), β-phellandrene (3.19-7.20 %), α-terpineol (1.46-9.88 %) β-caryophellene (1.55-3.26 %) and germacrene D (0.67-2.43%). Similar to Italy and Algeria, the EOs from Turkey had limonene content greater than fifty percent, this percentage was lower in EOs from Greece and Tunisia.
Highlights: Cluster analysis ensured the separation of three groups where the first group was the eastern stands Coruh and Kahramanmaras Kapıcam with higher amount of limonene and lower amount of β-caryophyllene. The other group western stands Armutlu and Kozak were exhibiting lower amounts of limonene and a higher amount of α-terpineol.

Keywords

Pinus pinea, GC-MS Analysis, Essential Oil, Terpene, Hierarchical Cluster Analysis

Supporting Institution

Turkish Scientific and Research Council (TUBITAK)

Project Number

109O469

Türkiye’de Fıstık çamı (Pinus pinea) İbresi Uçucu Yağının Coğrafi Varyasyonu

Abstract

Çalışmanın amacı: Türkiye’de beş lokasyondan elde edilen Pinus pinea ibre uçucu yağlarının kimyasal bileşimi tür içi varyasyonlarını belirlemektir.
Çalışma alanı: Bölgeler arası farklılıkları belirlemek için Türkiye’deki beş lokasyondan (Doğu-Çoruh, Kahramanmaraş-Kapıçam, Kahramanmaraş-Önsen, Batı-Armutlu ve Kozak) Pinus pinea taze ibre örnekleri toplanmıştır.
Materyal ve yöntem: Her bir numune grubu için taze ibre örnekleri (700-800 g) 3 litre suda 2 saat boyunca hidrodestilasyon yöntemiyle işlendi. Uçucu yağlardaki bileşikleri belirlemek ve ölçmek için GC-MS cihazında analizler yapıldı.
Temel sonuçlar: İbre uçucu yağında monoterpen hidrokarbonların (% 69.00-84.90), seskiterpenlerin (% 4.10-8.80) ve diterpenlerin (% 1.02-1.57) baskın olarak bulunduğu görüldü. Sonuçlardan incelendiğinde, uçucu yağ esas olarak limonen (%52.70-76.10), β-phellandrene (%3.19-7.20), α-terpineol (% 1.46-9.88), β-karyofillen (%1.55-3.26) ve germakren D'den (0.67-%2.43) oluşmaktadır. Türkiye'den elde edilen uçucu yağın İtalya ve Cezayir'e benzer şekilde %50'den fazla limonen içeriğine sahip olduğu bu oranın Yunanistan ve Tunus'tan elde edilenlerde daha düşüktür.
Araştırma vurguları: Kümeleme analizi ile üç gruba ayrılmasını sağlamıştır. Birinci grup doğu meşcereleri olan Çoruh ve Kahramanmaraş Kapıcam olmak üzere daha yüksek limonen ve daha düşük miktarda β-karyofillen içeren şeklinde tanımlanırken diğer grup ise batı bölgeleri Armutlu ve Kozak, daha düşük miktarlarda limonen ve daha yüksek miktarda α-terpineol ile tanımlanmıştır.

Keywords

Pinus pinea, GC-MS Analizi, Uçucu Yağ, Terpen, Aşamalı Kümeleme Analizi

Project Number

109O469

References

• Adams, R. P. (2007). Identification of essential oil components by gas chromatography/mass spectrometry. (4th ed.). Carol Stream, IL, USA: Allured Publishing Corp.
• Akkemik, Ü., Yılmaz, H., Oral, D. & Kaya, A. (2010). Some Changes in Taxonomy of Pines (Pinus L.) Native to Turkey. Istanbul University, Journal of the Faculty of Forestry, 61(1), 63-78.
• Amri, I., Gargouri, S., Hamrouni, L., Hanana, M., Fezzani, T. & Jamoussi, B. (2012). Chemical composition, phytotoxic and antifungal activities of Pinus pinea essential oil. Journal of Pest Science, 85(2), 199-207.
• Demirci, F., Bayramiç, P., Göger, G., Demirci, B. & Başer, K. H. C. (2015). Characterization and Antimicrobial Evaluation of the Essential Oil of Pinus pinea L. from Turkey. Nat. Volatiles & Essent. Oils, 2(2), 39-44.
• Fekih, N., Allali, H., Merghache, S., Bouchentouf, S. & Costa, J. (2019). In vitro Assessment of Two Species of the Genus Pinus Growing in Algeria for their Antimicrobial and Antioxidant Activity. Agric. conspec. Sci, 84(1), 103-114.
• Halub, B., Shakya, A. K., Elagbar, A. Z. & Naik, R. R. (2019). GC-MS Analysis and biological activity of essential oil of fruits, needles and bark of Pinus pinea grown wildly in Jordan. Acta Poloniae Pharmaceutica Drug Research, 76(5), 825-831.
• Hmamouchi, M., Hamamouchi, J., Zouhdi, M. & Bessiere, J. (2001). Chemical and antimicrobial properties of essential oils of five Moroccan Pinaceae. Journal of Essential Oil Research, 13(4), 298-302.
• Macchioni, F., Cioni, P. L., Flamini, G., Morelli, I., Cioni, P. L., Perruci, S., Francesh, A. Macchioni, G. & Ceccarini, L. (2002). Acaricidal Activity of Pine Essential Oils and Their Main Components against Tyrophagus putrescentiae, a Stored Food Mite. J. Agric. Food Chem., 50, 4586-4588.
• Macchioni, F., Cioni, P. L., Flamini, G., Morelli, I., Maccioni, S. & Ansaldi, M. (2003). Chemical composition of essential oils from needles, branches and cones of Pinus pinea, P. halepensis, P. pinaster and P. nigra from central ltaly. Flavour and Fragrance Journal, 18, 139-143.
• Nasri, N., Tlili, N., Triki, S., Elfalleh, W., Chéraif, I. & Khaldi, A. (2011). Volatile constituents of Pinus pinea L. needles. J Essent Oil Res., 23(2), 15-19
• Roussis, V., Petrakis, P.V., Ortiz, A. & Mazomenos, E. B. (1995). Volatile constituents of needles of five Pinus species grown in Greece. Phytochemistry, 39(2), 357-361.
• Saab, A.M., Guerrini, A., Sacchetti, G., Maietti, S., Zeino M. Areng j., Gamberi, R., Bernardi, F. & Efferth, T. (2012). Phytochemical Analysis and Cytotoxicity Towards Multidrug-Resistant Leukemia Cells of Essential Oils Derived from Lebanese Medicinal Plant. Planta Med., 78, 1-5.