MADIMAKTAN (Polygonum cognatum Meissn.) YANIT YÜZEY YÖNTEMİ KULLANILARAK FENOLİK BİLEŞİK EKSTRAKSİYONUNUN OPTİMİZASYONU

Abstract

Bu çalışmada, gıda olarak tüketiminin yanı sıra geleneksel halk hekimliğinde de kullanım alanı bulunan madımaktan (Polygonum cognatum Meissn.) fenolik bileşik ekstraksiyonunun optimizasyonu amaçlanmıştır. Bu amaçla madımaktan elde edilen fenolik ekstraktların toplam fenolik madde (TFM), toplam flavonoid (TFL) miktarı ve serbest radikali giderme aktivitesi (DPPH) üzerine metanol/su karışımı konsantrasyonu (%0-100), ekstraksiyon süresi (5-120 dk.) ve sıcaklığın (30-70 °C) etkisi araştırılmıştır. TFM, TFL ve DPPH değerleri için optimum işlem koşulları “desirability” fonksiyonu yaklaşımı ile Design Expert Programı, Box-Behnken tasarımı kullanılarak belirlenmiştir. P. cognatum’dan fenolik bileşik ekstraksiyonu elde etmek amacıyla yapılan çalışmada metanol konsantrasyonu %40.15, ekstraksiyon süresi 5.00 dk. ve ekstraksiyon sıcaklığı 70.00 °C optimum koşullar olarak belirlenmiştir. Optimum noktalarda elde edilen fenolik ekstraktların TFM, TFL ve DPPH değerleri sırasıyla 45.40 mg GAE/g kuru örnek, 30.36 mg KE/g kuru örnek, 53.40 mg TE/g kuru örnek olarak tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre P. cognatum fenolik bileşik ve antioksidan aktivite açısından zengin bir kaynaktır.

Keywords

• Polygonum cognatum Meissn.
• fenolik bileşik
• optimizasyon
• antioksidan aktivite

OPTIMIZATION OF PHENOLIC COMPOUND EXTRACTION USING RESPONSE SURFACE METHOD FROM MADIMAK (Polygonum cognatum Meissn.)

Abstract

In this study, it was aimed to optimize the extraction of phenolic compounds from the madimak (Polygonum cognatum Meissn.), which is used in traditional folk medicine as well as nutrition. For this purpose, the effects of methanol/water mixture concentration (0-100%), extraction time (5-120 min.) and temperature (30-70 °C) on total phenolic compounds (TPC), total flavonoid compounds (TFC) and free radical scavenging activity (DPPH) of phenolic extracts obtained from P. cognatum were determined. Optimum conditions for TPC, TFC and DPPH values were determined using the “desirability” function approach, using the Box-Behnken design in the Design Expert Program. In the study carried out to obtain phenolic compound extraction from P. cognatum, methanol concentration (40.15%), extraction time (5.00 min.) and extraction temperature (70.00 °C) were determined as optimum conditions. TPC, TFC and DPPH values of phenolic extracts obtained under optimum conditions were determined as 45.40 mg GAE/g dry sample, 30.36 mg QE/g dry sample, 53.40 mg TE/g dry sample, respectively. As a result of the obtained results, P. cognatum is a rich source in terms of phenolic compounds and antioxidant activity.

Keywords

• Polygonum cognatum Meissn.
• phenolic compound
• optimization
• antioxidant activity

References

1. Blasi, F., Urbani, E., Simonetti, M.S., Chiesi, C., Cossignani, L. (2016). Seasonal variations in antioxidant compounds of Olea europaea leaves collected from different Italian cultivars. Journal of Applied Botany and Food Quality, 89: 202-207.
2. Bostancı, Ş. (2016). Yeşil çay fabrika atıklarından farklı yöntemlerle antioksidan bileşiklerin ekstraksiyonu. Ondokuz Mayıs Üniversitesi Fen Bilimleri Üniversitesi Gıda Mühendisliği Anabilim Dalı Doktora Tezi, Samsun, Türkiye, 184 s.
3. Çoklar, H., Akbulut, M. (2016). Alıç (Crataegus orientalis) meyvesinin antioksidan aktivitesi ve fenolik bileşiklerinin ekstraksiyonu üzerine farklı çözgenlerin etkisi. Derim 33(2): 237-248.
4. Demirgül, F., Divriklioğlu-Kundak, M., Sağdıç, O. (2022). Bioactive properties, antibacterial activity, and color features of Polygonum cognatum: The effects of frozen storage and cooking process. Food Science and Technology, 42.
5. Freitas, T.S.M., de Rodrigues, G.M., Fakhouri, F.M., da Silva, C., Cardoso, C.A.L., Velasco, J.I., Filgueiras, C.T., dos Santos Garcia, V.A. (2021). Application of the Box–Behnken experimental design for the extraction of phenolic compounds from araçá‐roxo (Psidium myrtoides). Journal of Food Processing and Preservation, 45(3): e15260.
6. Gaafar, A.A., Salama, Z.A. (2013). Phenolic compounds from artichoke (Cynara scolymus L.) by-products and their antimicrobial activities. Journal of Biology, Agriculture and Healthcare, 3(12): 1-6.
7. Koca, İ., Lüle, F., Koyuncu, T. (2018). Effect of microwave and hot-air drying techniques on the color properties and specific energy requirement of madimak plants (Polygonum cognatum Meissn.). Journal of Biological and Environmental Sciences, 12(36): 123-132.
8. Marangoz, N. (2020). Türkiye’nin farklı bölgelerinden temin edilen madımak örneklerinin bazı biyoaktif özelliklerinin belirlenmesi. Yıldız Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Gıda Mühendisliği Anabilim Dalı Yüksek Lisans Tezi, Ankara, Türkiye, 56 s.

9. Murathan, Z.T. (2018). Kuzeydoğu Anadolu Bölgesi ekolojik koşullarında yetişen bazı tıbbi bitkilerin biyokimyasal içeriği ve antioksidan özelliklerinin belirlenmesi. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 20(2): 51-60.
10. Onay, E. (2019). Diyabetik ratlarda madımak (Polygonum cognatum Meissn.) etanol ekstraktının bazı biyokimyasal parametreler ve histopatolojik değişimler üzerine etkisi. Atatürk Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü Veterinerlik Biyokimyası Anabilim Dalı, Erzurum, Türkiye, 108 s.
11. Önen, H., Altuntaş, E., Özgöz, E., Bayram, M., Özcan, S. (2014). Moisture effect on physical properties of knotweed (Polygonum cognatum Meissn.) seeds. Gaziosmanpaşa Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 31(2): 15-24.
12. Pehlivan, M., Çöven, H.İ.K., Cerci, B., Eldem, A., Öz, T., Savlak, N., Soyöz, M., Pirim, İ. (2021). The cytotoxic effect of Polygonium cognatum and chemotherapeutic effect of doxorubicin on glioblastoma cells. European Journal of Therapeutics, 27(1): 50-54.
13. Pekdemir, S., Çiftci, M., Karatepe, M. (2020). Elazığ’da yetişen Polygonum cognatum Meissn (madımak) bitki ekstraktlarının in vitro biyolojik aktiviteleri ve bazı fitokimyasal bileşenlerinin belirlenmesi. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 18: 368-378.
14. Putnik, P., Barba, F. J., Španić, I., Zorić, Z., Dragović-Uzelac, V., Kovačević, D.B. (2017). Green extraction approach for the recovery of polyphenols from Croatian olive leaves (Olea europea). Food and Bioproducts and Processing, 106: 19-28.
15. Saraç, H., Daştan, T., Demirbaş, A., Daştan, S.D., Karaköy, T., Durukan, H. (2018). Madımak (Polygonum cognatum Meissn.) bitki özütlerinin besin elementleri ve in vitro antikanserojen aktiviteleri yönünden değerlendirilmesi. Süleyman Demirel Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 340-347.
16. Sefaoğlu, F. (2021). Halk ilacı çiriş (Asphodelus aestivus.). Doğanın İnsanlığa Sunduğu Tıbbi Bitkiler, Gül, V. (Ed.), İksad Yayınevi, Ankara, Türkiye, s. 81-101.
17. Şahin, S. (2011). Zeytin ağacı yapraklarından süperkritik-CO2 ile ekstrakt eldesi ve bileşimindeki oleuropein miktarının incelenmesi. İstanbul Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı, İstanbul, Türkiye, 212 s.
18. Uysal, S., Cvetanović, A., Zengin, G., Đurović, S., Zeković, Z., Aktumsek, A. (2018). Effects of orange leaves extraction conditions on antioxidant and phenolic content: Optimization using response surface methodology. Analytical Letters, 51(10): 1505-1519.
19. Yağcıoğlu, P. (2015). Farklı ekstraksiyon metotları ile adaçayı (Salvia officinalis L.) bitkisinden antioksidan ekstraksiyonunun optimizasyonu. İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Gıda Mühendisliği Anabilim Dalı, İstanbul, Türkiye, 121 s.
20. Yılar, M. (2007). Polygonum cognatum Meissn. (madımak)'in allelopatik potansiyelinin belirlenmesi. Gaziosmanpaşa Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bitki Koruma Anabilim Dalı, Tokat, Türkiye, 87 s.