Morphological and anatomical study and quantitative determination of polysaccharides in fruits, pericarp and seeds of Elettaria cardamomum L.

Keywords: Elettaria Cardamomum; Polysaccharides; Capsule; Seeds; Light Microscopy; Scanning Electron Microscopy

Abstract

  1. cardamomum is officially included in the Pharmacopoeias of India, United Kingdom, and United States of America. In our country, it is a spice and is not used for medical purposes. The study of the macro- and microscopic structure of fruits and seeds, as well as chemical components, in particular polysaccharides, will allow developing methods for quality control of raw materials for fruits with E. cardamomum seeds. This approach will expand the use of herbal preparations with cardamom in Ukraine. In addition, it will ensure the waste-free use of cardamom in the medical, pharmaceutical and food industries, since only seeds rich in volatile essential oils are used for industrial purposes, and the pericarp is utilized. The article analyzes the current literature data on the phytochemical composition, use in pharmacy and medicine of E. cardamomum. The main morphometric features of E. cardamomum fruits and seeds, which play a key role in the identification of the species, have been established. The anatomical features of fruits and seeds of E. cardamomum were studied under light and electron microscopes, a number of micromorphological features were revealed, in particular, idioblasts with essential oil, angular layer, waxy scales on the surface of seeds. Quantitative determination of polysaccharides in seeds, fruits and pericarp of E. cardamomum was carried out. The highest content of polysaccharides was found in the pericarp - 4.7%, the average in the fruit - 2.8% and the lowest in the seeds - 2.22%.

References

Teresa-Martínez GD, Cardador-Martínez A, Téllez-Pérez C, Allaf K, Jiménez-Martínez C, Alonzo-Macías M. Effect of the Instant Controlled Pressure Drop Technology in Cardamom (Elettaria cardamomum) Essential Oil Extraction and Antioxidant Activity. Molecules. 2022 May 26;27(11):3433. doi: 10.3390/molecules27113433. PMID: 35684370; PMCID: PMC9182323.

Frencken JE, Sharma P, Stenhouse L, Green D, Laverty D, Dietrich T. Global epidemiology of dental caries and severe periodontitis - a comprehensive review. J Clin Periodontol. 2017 Mar;44 Suppl 18:S94-S105. doi: 10.1111/jcpe.12677. PMID: 28266116.

Konkel JE, O'Boyle C, Krishnan S. Distal Consequences of Oral Inflammation. Front Immunol. 2019 Jun 25;10:1403. doi: 10.3389/fimmu.2019.01403. PMID: 31293577; PMCID: PMC6603141.

Bhatti HN, Zafar F, Jamal MA. Evaluation of phenolic contents and antioxidant potential of methanolic extracts of green cardamom [Elettaria cardamomum]. Chem Asian J. 2010 Jun 22(6): 4787-4794.

Cárdenas Garza GR, Elizondo Luévano JH, Bazaldúa Rodríguez AF, Chávez Montes A, Pérez Hernández RA, Martínez Delgado AJ, López Villarreal SM, Rodríguez Rodríguez J, Sánchez Casas RM, Castillo Velázquez U, Rodríguez Luis OE. Benefits of Cardamom (Elettaria cardamomum (L.) Maton) and Turmeric (Curcuma longa L.) Extracts for Their Applications as Natural Anti-Inflammatory Adjuvants. Plants (Basel). 2021 Sep 14;10(9):1908. doi: 10.3390/plants10091908. PMID: 34579443; PMCID: PMC8467221.

Ivanović M, Makoter K, Islamčević Razboršek M. Comparative Study of Chemical Composition and Antioxidant Activity of Essential Oils and Crude Extracts of Four Characteristic Zingiberaceae Herbs. Plants (Basel). 2021 Mar 8;10(3):501. doi: 10.3390/plants10030501. PMID: 33800364; PMCID: PMC7999660.

Ballester P, Cerdá B, Arcusa R, García-Muñoz AM, Marhuenda J, Zafrilla P. Antioxidant Activity in Extracts from Zingiberaceae Family: Cardamom, Turmeric, and Ginger. Molecules. 2023 May 11;28(10):4024. doi: 10.3390/molecules28104024. PMID: 37241765; PMCID: PMC10220638.

Ashokkumar K, Murugan M, Dhanya MK, Warkentin TD. Botany, traditional uses, phytochemistry and biological activities of cardamom [Elettaria cardamomum (L.) Maton] - A critical review. J Ethnopharmacol. 2020 Jan 10;246:112244. doi: 10.1016/j.jep.2019.112244. Epub 2019 Sep 18. PMID: 31541721.

Souissi M, Azelmat J, Chaieb K, Grenier D. Antibacterial and anti-inflammatory activities of cardamom (Elettaria cardamomum) extracts: Potential therapeutic benefits for periodontal infections. Anaerobe. 2020 Feb;61:102089. doi: 10.1016/j.anaerobe.2019.102089. Epub 2019 Aug 17. PMID: 31430531.

Державна Фармакопея України, Д. Ф. ДП «Український науковий фармакопейний центр якості лікарських засобів». 2-е вид. Харків: Державне підприємство «Український науковий фармакопейний центр якості лікарських засобів, доп. 1. 2015. С. 376-392.

Державна Фармакопея України, Д. Ф. ДП «Український науковий фармакопейний центр якості лікарських засобів». 2-е вид. Харків: Державне підприємство «Український науковий фармакопейний центр якості лікарських засобів, доп. 5. 2021. С. 299-300.

Makhynia L, Yemelianova O. Anatomical and phytochemical study leaves of Parthenocissus quinquefolia (L.) Planch. Fitoterapiia. Chasopys – Phytotherapy. Journal. 2023 Jan 3:108-112. doi: 10.32782/2522-9680-2023-3-108.

Писклинець І, Махиня Л. Анатомічне та фітохімічне дослідження листків Ocimum basilicum (L.). USMYJ [інтернет]. 30, Вересень 2024 [цит. за 02, Березень 2025];149(3):156-65. доступний у: https://mmj.nmuofficial.com/index.php/journal/article/view/444.

Гергель ЄМ, Коновалова ОЮ, Джан ТВ, Васюк ЄА. Дослідження вмісту вуглеводів у плодах маслинки багатоквіткової (Elaeagnus multiflora L.) та маслинки вузьколистої (Elaeagnus angustifolia L.). Фармацевтичний журнал, 2011;(6), 96.

Анзіна КМ, Гудзенко А В. Вивчення вмісту полісахаридів у траві самосилу гайового та самосилу гірського. Фармакологія та лікарська токсикологія. 2022;16(2):131-135. doi: 10.33250/16.02.131.

Зарівна НО. ВИЗНАЧЕННЯ КІЛЬКІСНОГО ВМІСТУ ПОЛІСАХАРИДІВ У РІДКОМУ ЕКСТРАКТІ ЧЕБРЕЦЮ ПОВЗУЧОГО, ВИБІР КІЛЬКІСНИХ КРИТЕРІЇВ ЯКОСТІ. mcch [інтернет]. 27, Квітень 202 3 [cited 02, Березень 2025];(1):88-91. Available at: https://ojs.tdmu.edu.ua/index.php/MCC/article/view/13745

Published
2025-06-29
How to Cite
1.
Soltyk O, Makhinya L. Morphological and anatomical study and quantitative determination of polysaccharides in fruits, pericarp and seeds of Elettaria cardamomum L. USMYJ [Internet]. 2025Jun.29 [cited 2026Jun.24];154(2):163-72. Available from: https://mmj.nmuofficial.com/index.php/journal/article/view/533
Section
Pharmacy, industrial pharmacу