در رابطه با مسیرهای تشکیل مواد مؤثره گیاهان دارویی، نظرات متفاوتی ارائه گردیده است. به عنوان مثال سنتز مواد مؤثره گیاهان ناشی از دو گروه فرآیندهای متابولیسمی متفاوت و در عین حال مرتبط با هم می­باشند که عبارتند از:

1-2-1- فرآیندهای متابولیسمی عام[9]

این فرآیندها در تمامی موجودات زنده در سطوح مختلف عمومیت دارند و لذا در کلیه گیاهان چه دارویی و چه غیر دارویی به وقوع می­پیوندند.

1-2-2- فرآیندهای متابولیسمی خاص[10]

این فرآیندها در گیاهان دارویی که فرآورده­های خاصی تولید می­کنند، بیشتر به وقوع می­پیوندند (بقالیان و همکاران، 1379).

باید دانست که عام یا خاص بودن فرآیندها و ترکیب­های مربوط به آنها یک مفهوم نسبی است. تقسیم­بندی مواد مؤثره (دارویی) گیاهان که امروزه مورد تأیید می­باشند شامل 4 گروه اصلی، روغن­های فرار (اسانس­ها)، آلکالوئیدها، گلیکوزیدها و سایر مواد مؤثره هستند. منظور از سایر ترکیبات مؤثره، گروهی از ترکیباتی است که به دلیل ناهماهنگی و گستردگی ساختمان­های شیمیایی در سه گروه قبلی قرار نمی­گیرند (بقالیان و همکاران، 1379).

1-3- اسانس­ها

اسانس­ها طبقه­ای از روغن­های گیاهی هستند که از مخلوط ترکیب­های شیمیایی آلی فرار، سنگین و چربی تشکیل یافته­اند. در اصل وجود آنها، مسئول وجود بوی خوش یا مزه در گیاه می­باشد. اسانس­ها با توجه به نوع تیره­هایی که دارای روغن فرار می­باشند عبارتند از: تیره کاج[11] ، برگ بو[12] ، نارنج[13] ، مورد[14] ، چتریان[15] ، نعنائیان[16] و کاسنی[17]. اسانس­ها ممکن است به طور مستقیم توسط پروتوپلاسم به وسیله تجزیه مواد رزینی غشاء سلولها یا از هیدرولیز بعضی از گلیکوزیدها حاصل شوند.

آویشن شیرازی، حنا، زنجبیل، میخک، هل، اکالیپتوس، بابونه، رزماری و مریم­گلی از جمله گیاهان دارویی هستند که دارای مواد ثانویه بویژه اسانس، روغن و ترکیبات فنلی هستند که در صنایع غذایی و آرایشی کاربرد زیادی دارند(Cowan, 1999; Alamet al, 2007; Rodriguezet al, 2005; Muyima, 2004; Azlanet al, 2003). دانشمندان معتقدند که این مواد ممکن است یا به صورت مستقیم از تغییرات پروتوپلاسم و یا در اثر تجزیه شدن لایه­های رزینی شده دیواره سلولی و یا در اثر هیدرولیز بعضی از گلیکوزیدهای مشخصی بوجود می­آیند. درجه پخش این روغن­ها در گیاهان متفاوت می­باشد. به عنوان مثال در گیاهان تیره مخروطیان در تمام بافت­های گیاهی وجود دارد، در صورتی که در گلسرخ فقط در گلبرگ و در دارچین در پوست و برگ و در میوه چتریان فقط در پریکارب و در نعنائیان در تارهای ترشح کننده و برگها و سرانجام در یک نوع نارنج در گلبرگ و در نوع دیگر در پوست آن یافت می­شوند (میرزا و همکاران، 1375).

اسانس­ها با اینکه از نظر ترکیب­های شیمیایی متفاوت هستند، ولی در بعضی از خواص فیزیکی مشترک می­باشند. اسانس­ها بویی مشخص و ضریب شکستی قوی دارند و در اکثر موارد روی نور پلاریزه موثر می­باشند. قدرت چرخش اسانس­ها اغلب وسیله مناسبی جهت تشخیص آنها می­باشند. به طور مثال دراسانس نعناعترکیب منتول طبیعی چپ گرد است، ولی نوع مصنوعی آن راسمیک است و همچنین ترکیب کامفور طبیعی چپ گرد است. ولی کامفور طبیعی راسمیک می­باشد. وزن مخصوص اسانس­ها کمتر از آب است و فقط تعداد محدودی از اسانس­های گیاهی وزن مخصوصی بیشتر از آب دارند. به طور کلی اسانس­ها با آب غیر قابل اختلاط می­باشند، ولی می­توانند بوی خود را به آب انتقال دهند و ایجاد آبهای مقطر مختلف نمایند (مومنی و همکار،1377).

اسانس­ها در الکل، اتر و اغلب حلالهای آلی محلول هستند. اسانس­ها به علت تبخیر در اثر مجاورت هوا در حرارت عادی، روغن­های فرار، روغن­های اتری یا اسانس­های روغنی نامیده می­شوند. اسانس­ها به طور کلی بیرنگ هستند، بویژه هنگامی که تازه تهیه شده باشند. ولی رنگ آنها در اثرزمان به علت اکسیداسیون و رزینی شدن تیره می­گردند. بنابراین توصیه شده است برای جلوگیری از این تغییرات اسانس­ها باید در مکان خشک، ظرف­های سربسته و پر و از جنس شیشه به رنگ دودی نگهداری شوند. ساختمان شیمیایی آنها مخلوطی از استرها، آلدئیدها، الکلها، ستنها و ترپن­ها می­باشد. اسانس_­­ها اغلب متعلق به گروه شیمیایی ترپن­ها، سسکویی­ترپن­ها، الکل­ها، استرها، آلدئیدها، فنل­ها و پراکسیدها هستند، ولی ممکن است با موادی مثل رزین­ها و صمغ­ها همراه گردند که در این صورت ترکیب­های شیمیایی حاصل بسیار پیچیده می­باشند (بقالیان و همکاران،1379).

روغن­های فرار از نظر بعضی ویژگی­های شیمیایی و فیزیکی با روغن­های ثابت[18] اختلاف دارند که اهم آنها عبارتند از: روغن­های فرار قابل تقطیر شدن هستند و از این جهت به راحتی می­توان آنها را از طریق روش­های تقطیر استخراج نمود. ساختمان شیمیایی روغن­های فرار برخلاف روغن­های ثابت با قلیایی­ها صابونی نخواهد شد.

روغن­های فرار برخلاف روغن­های ثابت فاسد و ترش نگشته بلکه در مجاورت هوا و نور اکسیده و رزینه شکل خواهد شد. اسانس­ها شامل ترکیبات فرار یا مواد چربی دوست[19] که ازهیدروکربن­ها و یا ترکیب­های تک وظیفه­ای[20] که از سوخت و ساز مونوترپن­ها، سسکوئیترپن­ها، فنل پروپانوئید، اسیدهای آمینه (ترکیب­های چرب با جرم کم) و اسیدهای چرب ( ترکیب­های چرب با زنجیره بلند) مشتق می­شوند.

کیفیت محصولات طبیعی به وضعیت جغرافیایی محل رویش آنها بستگی دارد. اسانس­ها که توسط گونه­ها متفاوت گیاهان تولید و در اندام­های مختلف ذخیره می­گردند رابطه مستقیمی با بیوسنتز، متابولیسم و فعالیت­های بیولوژیکی گیاه دارند که تابع شرایط اقلیمی محیط زیست گیاه هستند. عوامل مختلفی مانند زمان برداشت محصول، نحوه جمع­آوری، طریقه خشک کردن، بسته­بندی و نگهداری در انبار در کیفیت و کمیت اسانس­های گیاهی موثر هستند. ترکیب­های معطر در سیتوپلاسم گیاهی شکل می­گیرند، به ویژه در اندام­هایی مانند بشره نازک، غده ترشحی و مجرای رزینی جمع می­شوند. از آنجایی که غلظت­های آنها در اندام گیاه بسیار کم است، بنابراین استخراج بسیاری از آنها از طریق مکانیکی ( به طور مثال از پوست مرکبات ) امکان­پذیر است. بعضی از ترکیب­های معطر با ارزش که در گلها بیشتر موجود است، با غوطه­ور کردن در حلالها ( هگزان یا بنزول) استخراج می­گردند. پس از تبخیر حلال، کانکریت آن باقی می­ماند که این روغن فقط مقدار کمی اسانس در بر دارد و ترکیب­های اصلی آنها چربی و موم­ها هستند.

به طور معمول مواد خام از اندام­های مختلف گیاه به طور مثال شکوفه، جوانه، میوه، پوست، بذر، برگ و غیره استخراج می­شوند. در اغلب گونه­های تک محصولی روغن مورد نظر به یک اندام تک محدود است، ولی در بعضی حالات روغن­ها توسط اندام­های مختلف دیگر تولید می­شوند. اگرچه باید تفاوتی بین روغن­ گل­های طبیعی که از طریق جداسازی با حلال بدست می­آید و اسانس قائل بود که از طریق تقطیر بدست می­آید. روغن_­های تقطیر شده ممکن است برخی از ترکیب­های خود را طی فرآیند از دست بدهند، مانند اسانس رز که فنیل اتل الکل خود را از دست می­دهد. اسانس­های طبیعی شامل مخلوطی از یک، دو یا چند ترکیب از لحاظ مقدار و یا شدت عطر نسبت به ترکیب­های دیگر فزونی گرفته­اند. ولی فقط عده محدودی از این اسانس­ها از یک ترکیب شیمیایی ساخته شده­اند مثل روغن بادام تلخ بنزآلدئید و روغن سبززمستانه[21] متیل سالیسیلات. به غیر از اسانس­هایی که از گلیکوزیدها مشتق شده­اند، روغن خردل و روغن بادام تلخ، به طور معمول ساختمان شیمیایی اسانس از هیدروکربن­ها و ترکیب­های اکسیژنه­ای که از هیدروکربن­ها مشتق می­باشند ساخته شده­اند. در بعضی روغن­ها مثل روغن تربانتین قسمت عمده ساختمان شیمیایی آن از هیدروکربن و مقدار کمی از ترکیب­­های اکسیژنه ساخته شده است و در روغن­های دیگر قسمت آنها از ترکیب­های اکسیژنه تشکیل یافته­اند، مثل اسانس خردل که 93 درصد آن از آلیل ایزو- سیانات و اسانس میخک که 85 درصد آن از مواد فنیلیک مثل اوژنول تشکیل شده است. اسانس­ها در کل مخلوطی از 2500 نوع ترکیب هستند که تا کنون شناسایی شده­اند که از 100 عدد آنها بیشتر استفاده می­شود. در طی قرون گذشته، استفاده از اسانس­ها و عصاره­های گیاهی گسترش فراوانی یافته است. امروزه با استفاده از دستگاه­های پیشرفته نظیر کروماتوگرافی گازی (GC)، کروماتوگرافی گازی متصل به طیف­سنج جرمی (GC/MS) و کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC)، اجزای تشکیل دهنده اسانس­ها و عصاره­های گیاهی شناسایی شده­اند (خوشخوی و همکاران، 1376؛ زرگری، 1376).

کروماتوگرافی یک روش جداسازی توانمند است که در تمام شاخه­های علوم کاربردهایی دارد. کمی بعد از شروع قرن بیستم، کروماتوگرافی توسط گیاه­شناس روسی، میخاییل تسوت[22] ابداع و نامگذاری شد. کروماتوگرافی در بر گیرندۀ گروهی از روش­های مهم و گوناگونی است که به دانشمندان اجازه می­دهد تا اجزای نزدیک به هم یک مخلوط پیچیده را از یکدیگر جدا کنند. یک دسته­بندی اساسی روش­های کروماتوگرافی بر پایۀ انواع فازهای متحرک و ساکن و انواع تعادلهای درگیر در انتقال مواد حل شده بین فازها بنا شده است. سه گروه عمومی کروماتوگرافی مایع، کروماتوگرافی گازی و کروماتوگرافی سیال ابر بحرانی تقسیم شده است. علاوه بر جداسازی گونه­های شیمیایی بسیار نزدیک به یکدیگر برای شناسایی کیفی و اندازه­گیری کمی گونه­های جداشده به کار برد (سلاجقه،1383). روش­های استخراج اسانس­ها عبارتند از تقطیر جزء به جزء، تقطیر با آب و بخار، تقطیر با بخار مستقیم، روش آنزیمی و استخراج با حلال­های شیمیایی می­باشند (عیوضی، 1390).

1-4- دلایل رویکرد به گیاهان دارویی

امروزه رویکرد وسیع جهانیان به استفاده از داروهای طبیعی موجب ایجاد دگرگونی قابل توجهی در کلیه کشورهای جهان نسبت به شناسایی و تهیه مواد طبیعی و گیاهی و بازگشت به طبیعت شده، به طوری که اکثر کشورهای جهان دانش طب گیاه درمانی[23] در دستور کار پژوهش­های مجامع علمی قرار گرفته است (موسوی، 1382).

موادّ دارویی مصنوعی (شیمیایی) البته به­طور سریع اثر می­بخشند، و دارای یک تأثیر مشخص نیز می­باشند (ممکن است صرفاً مسکن باشند یا فقط تب­بر و یا…) ولی اکثر آنها عوارض جانبی نامطلوبی بر بدن انسان بر جای می­گذارند. در حالی که موادّ دارویی حاصل از گیاهان با آنکه بتدریج تأثیر می­بخشند، ولی اثرهای مفید جانبی داشته و فواید زیادی از نظر دوامسلامت بدندارند.

موادّ مؤثرة گیاهان، بخصوص عطریات و اسانس­ها، موارد استفاده متعدّد و متفاوتی در صنایع لوازم آرایشی، صنایع موادّ شیمیایی خانگی (نظیر شامپو، صابون، عطر، ادوکلن، خوشبوکننده­های هوا و امثال آنها) دارند، به­طوری که بدون حضور موادّ مؤثرة مذکور، ساخت و تهیة بسیاری از محصولات یاد شده امکان­پذیر نخواهد بود (ساخت و تهیة بسیاری از اسانس­ها به طریق شیمیایی امکان­پذیر نیست). استفاده از موادّ مؤثرة گیاهان دارویی در صنایع غذایی، رشد روزافزون دارد. اگرچه استفاده از موادّ مذکور در صنایع غذایی از گذشته معمول بوده، ولی اکنون در صنایع نوپای نوشابه­سازی، کنسروسازی، شیرینی­­سازی و… از موادّ مؤثرة گیاهان دارویی برای بهتر شدن طعم و رنگ و بوی محصولات در سطح دقیق­تر و حساب شده­تری استفاده می­شود (امیدبیگی، 1374).

1-5- تاریخچه کاشت اکالیپتوس در جهان و ایران

از زمانی که دانشمندان علوم گیاهی ابراز علاقه جهت استفاده از اکالیپتوس­ها به عنوان گونه غیر بومی در اروپا، شبه قاره هند و کشورهای همجوار، آفریقا، آمریکای شمالی و آمریکای جنوبی نمودند، در حدود 200 سال می­گذرد. در این مدت قابل توجه، توالی گونه­های جدید موجب جلب توجه به کیفیت مفید و تزیینی تعدادی از اکالیپتوس­ها به صورت کنجکاوی گردید. البته جریان تشکیل گونه­های جدید متوقف نشده است. اکالیپتوس­ها به صورت گسترده در نواحی گرمسیری، نیمه­گرمسیری و معتدل دنیا کشت شده­اند، به نحوی که تا سال 2000 میلادی مساحتی بالغ بر بیش از ده میلیون هکتار را پوشانده­اند. اکالیپتوس­ها به صورت عمده به عنوان منبع تولید چوب کاغذسازی، هیزمی، ذغال چوب، تیرهای تونلی، تخته خرده چوب و اسانس­های روغنی مورد کشت قرار می­گیرند. درختان اکالیپتوس جزء گونه­های جنگلی سریع­الرشد هستند که بومی اقیانوسیه، به ویژه استرالیا می­باشند. در حدود 200 سال است که در کشورهایی غیر از استرالیا که رویشگاه طبیعی آن است، کشت شده­اند. میزان جنگل­کاری اکالیپتوس در جهان تا سال 1360 در حدود چهار میلیون هکتار گزارش شده­ است (عصاره و همکار، 1386).

اکالیپتوس بیش از یکصد سال پیش به ایران وارد گردید و در جنوب کشور که محیط مناسبی برای آن بود، کشت گردید. در حدود سال 1310 گونه­های مختلفی از اکالیپتوس به ایران وارد شدند و در شمال کشور کشت گردیدند و به زودی درختانی را به وجود آوردند، ولی اکثر درختان در اثر سرما و برف در سالهای 1327 و 1328 از بین رفتند. در سال 1330 نیز چند گونه از بذرهای مقاوم به سرما، به وسیلة پروفسور گائوبا به ایران ارسال شدند و در خزانة چمارسرای رشت کشت شدند. در بهار 1335 نیز تعداد 18 گونة اکالیپتوس مقاوم به سرما از استرالیا و مراکش وارد شدند و در خزانة باغ اکولوژی نوشهر کشت شدند و سپس به قطعات آربراتوم باغ مذکور انتقال یافتند. در سال 1342 بیش از 30 گونة مختلف توسط آقای دکتر ثابتی در اختیار سازمان جنگلها و مراتع کشور قرار گرفتند تا نتیجة رشد و مقاومت آنها در شرایط مختلف کشور مورد مطالعه قرار گیرد. پس از آزمایش­های سازگاری که توسط مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور انجام شد، بتدریج تعدادی از گونه­های مناسب ترویج شدند (ثابتی، 1373).

عصاره و نجفی در سال 1372 تعداد 40 گونه اکالیپتوس با توجه به خصوصیات نزدیک به شرایط اکولوژیک مناطق گرمسیری ایران، از ایالت­های جنوب و جنوب غرب استرالیا وارد کشور نموده و آزمایش­های سازگاری آنها را در جنوب ایران انجام دادند که تعدادی از آنها برای جنگلکاری، احداث پارکها و فضای سبز و استحصال مواد معطر بسیار مناسب تشخیص داده شدند.

1-6- خصوصیات گیاه­شناسی درختان اکالیپتوس

هر گونه اکالیپتوس با خصوصیاتی مانند شکل کلی و ابعاد، پوست تنه در مرحله بلوغ، نهال، برگ­های تازه و بالغ و حد فاصل، شاخه­های جوان، گل آذین، شکل جوانه، پرچم­ها، میوه­ها و دانه­ها قابل شناسائی است.

1-6-1- پوست

پوست اولیه اغلب صاف و پیوسته است، اما هنگامی که این لایه از فعالیت باز ماند، لایه­ای جدید پایین­تر از لایه قبلی شکل می­گیرد که برای یک­سال دیگر یا چندین سال ادامه می­یابد.

به طور کلی، پوست شاخه­های جوانی که به یک درخت بالغ تعلق دارند، صاف است، در حالی که در قسمت­های پایین­تر تنه و تا چند متری سطح زمین، بشره کم و بیش پایدار و همراه با شیارهای عمیق دیده می­شود.