Component composition of the essential oil of Umbellularia californica (Hook. & Arn.) Nutt.)

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Introduction. In order to search for new potential sources of biologically active substances, research was carried out for the first time on the essential oil of Californian Umbellularia (Umbellularia californica (Hook. & Arn.) Nutt.), obtained from raw materials grown in the Russian Federation.

Aim – the article presents the results of studying the quantitative and qualitative composition of the essential oil of Umbellularia californica (Hook. & Arn.) Nutt.), obtained in a humid (Black Sea coast of the Caucasus) and moderately dry subtropical climate of the Mediterranean type (Southern Coast of the Crimea), as well as a comparative analysis of its indicators with those from other regions of this species.

Material and methods. The procurement of plant materials (fresh leaves) to obtain essential oil was carried out in October 2021). The essential oil was obtained by hydrodistillation using Ginsberg apparatus. The qualitative composition of essential oils was determined using a Chromatek-Crystal 5000.2 chromatograph equipped with a mass spectrometric detector.

Results. It was found that in the conditions of a dry, moderately warm Mediterranean climate of the Southern Coast of the Crimea, the mass fraction of essential oil in fresh leaves is 1.2% (2.7% in terms of absolutely dry weight), in samples from humid subtropics of the Black Sea coast of the Caucasus – 5.1% (13.0% in terms of absolutely dry weight). A comparative analysis of the component composition of Umbellularia essential oil from various growing sites allowed us to conclude that, regardless of the region of cultivation, method and duration of distillation, its major components are umbellulone (36.7–41.0%) and 1.8-cineol (12.8–22.0%). In the conditions of the Southern Coast of the Crimea, terpinene-4-ol (11.99%) and thymol (11.05%) are present in essential oil; methylevgenol (9.9%) and sabinene (7.67%) on the Black Sea coast of the Caucasus; methylevgenol (8.4%) and thymol (7.8%) in Italy (Genoa); in natural conditions (USA, Oregon, Toledo) – sabine (10.2%).

Conclusion. The conducted research allows us to consider Umbellularia californica as a promising source of valuable essential oil with a consistently high content of umbellulone and 1,8-cineole for cultivation in the conditions of the Black Sea coast of the Caucasus.

About the authors

T. M. Sakhno

The Labour Red Banner Order Nikitsky Botanical Gardens – National Scientific Center of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: sahno_tanya@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4850-342X
SPIN-code: 3948-2320

Ph.D. (Biol.), Senior Research Scientist

Russian Federation, 52 Nikitsky spusk str., Yalta, Nikita village, Republic of the Crimea, 298648

G. A. Soltani

Federal State Funded Institution "Sochi National Park" Arboretum Park

Email: sahno_tanya@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3154-6420
SPIN-code: 6362-3407

Ph.D. (Biol.), Leading Research Scientist

Russian Federation, 74 Kurortny Avenue, Sochi, 354002

O. M. Shevchuk

The Labour Red Banner Order Nikitsky Botanical Gardens – National Scientific Center of the Russian Academy of Sciences

Email: sahno_tanya@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3811-3161
SPIN-code: 1291-2079

Dr.Sc (Biol.), Deputy Director, Chief Research Scientist

Russian Federation, 52 Nikitsky spusk str., Yalta, Nikita village, Republic of the Crimea, 298648

I. A. Fedotova

The Labour Red Banner Order Nikitsky Botanical Gardens – National Scientific Center of the Russian Academy of Sciences

Email: sahno_tanya@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4436-5883

Junior Research Scientist

Russian Federation, 52 Nikitsky spusk str., Yalta, Nikita village, Republic of the Crimea, 298648

A. L. Kharchenko

The Labour Red Banner Order Nikitsky Botanical Gardens – National Scientific Center of the Russian Academy of Sciences

Email: sahno_tanya@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7500-7464
SPIN-code: 2509-4485

Junior Research Scientist

Russian Federation, 52 Nikitsky spusk str., Yalta, Nikita village, Republic of the Crimea, 298648

References

  1. Calflora: a non-profit database providing information about wild plants of California [Electronic resource URL: https://www.calflora.org/app/taxon?crn=8183].
  2. Sargent Ch.S. Manual of the trees of North America (exclusive of Mexico). 2d corrected ed. Vol. 1. Dover, New York, 1961. 433 p.
  3. Flora of North America: a non-profit database providing information on the names, taxonomy, distribution across the continent and morphological characteristics of all native and naturalized plants growing in North America north of Mexico [Electronic resource] URL: http://www.efloras.org/florata-xon.aspx?flora_id=1&taxon_id=220013933.
  4. Burns R.M, Honkala B.H. Silvics of North America. Volume 2, Hardwoods. Agric. Handbk. 654. Washington, DC. 1990, p. 826–834.
  5. Plants For A Future: a non-commercial database containing information on more than 8000 edible and useful plants [Electronic resource] URL: https://pfaf.org/user/plant.aspx?latin-name=Umbellularia+californica.
  6. Stein W.I. Umbellularia californica (Hook. & Arn.) Nutt., California-laurel. In: Burns RM, Honkala BH, tech. coords. Silvics of North America. Volume 2, Hardwoods. Agric. Handbk. 654. Washington, DC: USDA Forest Service. 1990. P. 826 –834.
  7. Plants For A Future: a non-commercial database containing information on more than 8000 edible and useful plants [Electronic resource] URL: https://pfaf.org/user/plant.aspx?latin-name=Umbellularia+californica.
  8. Harnik T.Y., Mejia-Chang M., Lewis J., Garbelotto M. Efficacy of heat-based treatments in eliminating the recovery of the sudden oak death pathogen (Phytophthora ramorum) from infected California bay laurel leaves. HortScience. 2004; 39: 1677–1680.
  9. Kelseya R.G., McCuistion O., Karchesy J. Bark and Leaf Essential Oil of Umbellularia californica, California Bay Laurel, from Oregon. Natural Product Communications. 2007; 2 (7): 779–780. doi: 10.1177/1934578X0700200715.
  10. Buttery R.G., Black D.R., Guadagni D.G. et al. Constituents, odor properties. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 1974; 22(5): 773–77.
  11. Carranza M.G., Sevigny M.B., Banerjee D., Fox-Cubley L. Antibacterial activity of native California medicinal plant extracts isolated from Rhamnus californica and Umbellularia californica. Annals of Clinical Microbiology and Antimicrobials. 2015; 14: 29. doi: 10.1186/s12941-015-0086-0.
  12. Trees and shrubs of the USSR: wild, cultivated and promising for introduction: in 6 vol. Vol. 3: Angiosperms. Trochodendron – Rosaceae families. Pod red. S.Ya. Sokolov. M.; L., 1954. 872 p. (in Russ.).
  13. Essential oils of aromatic plants. Simferopol. 2018. 208 p. (in Russ.).
  14. Drake M.E., Stuhr E.T. Some pharmacological and bactericidal properties of umbellulone. The Journal of the American Pharmaceutical Association. 1935; 24(3): 196–207. doi: 10.1002/jps.3080240304.
  15. Tabanca N., Avonto C., Wang M. et al. Comparative investigation of Umbellularia californica and Laurus nobilis leaf essential oils and identification of constituents active against Aedes aegypti. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2013; 61(50): 12283–12291. doi: 10.1021/jf4052682.
  16. Subtropical decorative dendrology / Reference book]. St. Petersburg, 2010, 399 p. (in Russ.).
  17. Plugatar` Yu.V. Korsakova S.P., Il`niczkij O.A. E`kologicheskij monitoring Yuzhnogo berega Kry`ma. Simferopol`. 2015; 164 p. (in Russ.).
  18. Shevchuk O.M., Isikov V.P., Logvinenko L.A. Metodologicheskie i metodicheskie aspekty` introdukcii i selekcii aromaticheskix i lekarstvenny`x rastenij. Simferopol`. 2022. 140 p. (in Russ.).
  19. Tkachev A.V. Issledovanie letuchix veshhestv rastenij. Novosibirsk, 2008; 969 p. (in Russ.).
  20. Adams R.P. Identification of essential oil compounds by gas chromatography/quadrupole mass spectroscopy. USA. 2007. 804 p.
  21. Plugatar Yu.V., Shevchuk O.M., Soltani G.A. et al. Screening studies of woody plants as sources of essential oils. Bulletin of the State Nikitsky Botanical Garden. 2023; 147: 7–18. doi: 10.25684/0513-1634-2023-147-7-18.
  22. Juergens U.R. Anti-inflammatory properties of the monoterpene 1.8-cineole: current evidence for co-medication in inflammatory airway diseases. Drug Res (Stuttg). 2014; 64(12): 638–646. doi: 10.1055/s-0034-1372609.
  23. Chao S., Young G., Oberg C., Nakaoka K. Inhibition of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) by essential oils. Flavour Fragrance J. 2008; 23 (6): 444–449.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».