ANTIMICROBIAL EFFECTS OF PLANT EXTRACTS OBTAINED BY COLD PRESS AND COLD MACERATION METHODS ON SOME PATHOGENS

Abstract

In this study, antimicrobial effects of plant extracts obtained by cold press or cold maceration regarding their structures on microorganisms were determined by well diffusion method. While cold pressed garlic extract showed strong antimicrobial effect with a zone diameters between 22.00 ±1.73 to 41.00 ±1.00 mm, bay extract was the lowest against S. aureus with 12.67±0.58 mm zone diameter. Besides cold pressed garlic extract showed the lowest Minimum Inhibition Concentration (MIC) levels. It can be concluded that the cold maceration extracts showed various levels of antimicrobial effect and the type of solvent employed were important factors. When HPLC analysis results were examined, it was determined that phenolics compounds are mainly responsible for the antimicrobial effect. Garlic, rosemary, bay and styrax tree extracts was found to be able to increase the antimicrobial effect by showing synergistic effects when used together, but the effect can be reduced in some cases.

Keywords

• Antimicrobial effect,plant extract,extraction,cold press,maceration,plant extract mixture

SOĞUK SIKMA VE SOĞUK MASERASYON YÖNTEMİYLE ELDE EDİLEN BİTKİ EKSTRAKTLARININ YAYGIN PATOJENLER ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ

Abstract

Çalışmada, farklı bitkilerin yapılarına göre soğuk sıkma yöntemi veya soğuk maserasyon yoluyla elde edilen ekstraktlarının antimikrobiyel etkileri, kuyu difüzyon yöntemi ile belirlenmiştir. Sarımsak soğuk sıkma ekstraktı, 22.00 ±1.73 ile 41.00 ±1.00 mm aralığında zon çapı ile antimikrobiyel etki gösterirken, defne ekstraktı ise S. aureus’a karşı 12.67±0.58 mm zon çapı ile en düşük antimikrobiyel etki göstermiştir. En düşük Minimum İnhibisyon Konsantrasyonu (MIK), değerlerini sarımsak soğuk sıkma ekstraktı göstermiştir. Soğuk maserasyon ektraktlarının farklı seviyelerde antimikrobiyel etki gösterdiği ve çözgen çeşidinin önemli etkileri olduğu sonucuna varılmıştır. HPLC analiz sonuçları incelendiğinde antimikrobiyel etkiden büyük ölçüde fenolik bileşenlerin sorumlu olduğu düşünülmektedir. Sarımsak, biberiye, defne ve günlük ağacı ekstraktlarının birlikte kullanıldıklarında sinerjist etki göstererek antimikrobiyel etkiyi arttırabildiği, ancak bazı durumlarda ise azaltabileceği tespit edilmiştir.

Keywords

• Antimikrobiyal etki,bitki ekstraktı,ekstraksiyon,soğuk sıkma,maserasyon,bitki ekstrakt karışımı

References

1. Abdou, I. A., Abou-Zeid, A. A., El-Sherbeeny, M. R., Abou-El-Gheat, Z. H. (1972). Antimicrobial activities of Allium sativum, Allium cepa, Raphanus sativus, Capsicum frutescens, Eruca sativa, Allium kurrat on bacteria. Qualitas Plantarum et Materiae Vegetabiles, 22(1), 29-35.
2. Abu-Shanab, B., Adwan, G. M., Abu-Safiya, D., Jarrar, N., Adwan, K., 2004. Antibacterial Activities of Some Plant Extracts Utilized in Popular Medicine in Palestine. Turkish journal of Biology, 28(2-4), 99-102.
3. Ahmad, I., Beg, A. Z. (2001). Antimicrobial and phytochemical studies on 45 Indian medicinal plants against multi-drug resistant human pathogens. Journal of ethnopharmacology, 74(2), 113-123.
4. Aksoy, A., (2010). Bazı bitki ekstraktlarının kanatlı etlerinin raf ömrü üzerine etkisinin araştırılması.Kafkas Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü Besin Hijyeni ve Teknolojisi Ana bilim Dalı Doktora tezi, Kars, Türkiye, 161 s.
5. Al-Hussaini, R., Mahasneh, A. (2009). Microbial growth and quorum sensing antagonist activities of herbal plants extracts. Molecules, 14(9), 3425-3435, doi:10.3390/molecules14093425
6. Anonymous, (2019). Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing. 29th ed. Clinical and Laboratory Standards Institute M100. Wayne, USA.
7. Arici, M., Sagdic, O., Gecgel, U. (2005). Antibacterial effect of Turkish black cumin (Nigella sativa L.) oils. Grasas y Aceites, 56(4), 259-262.
8. Aydın, B. D. (2008). Bazı tıbbi bitki ve baharatların gıda patojenleri üzerine antibakteriyel etkisinin araştırılması. Kafkas Üniversitesi Veterinerlik Fakültesi Dergisi, 14(1), 83-87, doi:10.9775/kvfd.2008.11-A

9. Bayramoğlu, M. M., Toksoy, D., Şen, G. (2009). Türkiye’de Tıbbi Bitki Ticareti.2.Ormancılıkta Sosyo-ekonomik Sorunlar Kongresi,19-21 Şubat 2009, Isparta, Türkiye, 89-98.
10. Belguith, H., Kthiri, F., Chati, A., Sofah, A. A., Hamida, J. B., Ladoulsi, A. (2010). Inhibitory effect of aqueous garlic extract (Allium sativum) on some isolated Salmonella serovars. African journal of microbiology research, 4(5), 328-338.
11. Benkeblia, N. (2004). Antimicrobial activity of essential oil extracts of various onions (Allium cepa) and garlic (Allium sativum). LWT-food science and technology, 37(2), 263-268.
12. Büyüktuncel, E. (2012). Gelişmiş ekstraksiyon teknikleri I. Hacettepe Üniversitesi Eczacılık Fakültesi Dergisi, 32(2), 209-242.
13. Celikel, N., Kavas, G. (2008). Antimicrobial properties of some essential oils against some pathogenic microorganisms. Czech Journal of Food Sciences-UZPI (Czech Republic), 26 (3), 174–181.
14. Cerit, L. S. (2008). Bazı baharat uçucu yağlarının antimikrobiyal özellikleri, Pamukkale Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, Denizli, Türkiye, 45 s.
15. Çopuroğlu, Ö. (2013). Niğde yöresindeki bazı endemik bitki türlerinin antimikrobiyal aktiviteleri.Niğde Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Biyoloji Ana Bilim Dalı Yüksek Lisans Tezi, Niğde, Türkiye, 67 s.
16. Debnath, M. (2008). Clonal propagation and antimicrobial activity of an endemic medicinal plant Stevia rebaudiana. Journal of medicinal plants research, 2(2), 45-51.
17. Dulger, B.,Gonuz, A. (2004). Antimicrobial activity of certain plants used in Turkish traditional medicine. Asian J. Plant Sci, 3(1), 104-107.
18. Ekren, S., Yerlikaya, O., Tokul, H. E., Akpınar, A., Accedil, M. (2013). Chemical composition, antimicrobial activity and antioxidant capacity of some medicinal and aromatic plant extracts. African Journal of Microbiology Research, 7(5), 383-388, doi:10.5897/AJMR12.1765.
19. Erdoğan, A. E., Everest, A. (2013). Antimikrobiyal ajan olarak bitki bileşenleri. Türk Bilimsel Derlemeler Dergisi, (2), 27-32.
20. Erdogrul, Ö. T. (2002). Antibacterial activities of some plant extracts used in folk medicine. Pharmaceutical Biology, 40(4), 269-273.
21. Ghosh, S., Subudhi, E., Nayak, S. (2008). Antimicrobial assay of Stevia rebaudiana Bertoni leaf extracts against 10 pathogens. International Journal of Integrative Biology, 2(1), 1-5.
22. Gupta, A. D., Bansal, V. K., Babu, V., Maithil, N. (2013). Chemistry, antioxidant and antimicrobial potential of nutmeg (Myristica fragrans Houtt). Journal of Genetic engineering and Biotechnology, 11(1), 25-31.
23. Gülcü, M., Demirci, A. Ş. (2008).Zeytin ve Yaprağındaki Biyoaktif Bileşenler ve Sağlık Üzerine Etkileri. 1.Ulusal Zeytin Öğrenci Kongresi, 17-18 Mayıs 2008 / Edremit-Balıkesir, Türkiye, 198 s.
24. Hanafy, M. S. M., Hatem, M. E. (1991). Studies on the antimicrobial activity of Nigella sativa seed (black cumin). Journal of ethnopharmacology, 34(2-3), 275-278.
25. Kaya, D.,Ergönül, P. G., 2015. Uçucu Yağları Elde Etme Yöntemleri. Gıda/The Journal of Food, 40(5), 1-8, doi: 10.15237/gida.GD15014
26. Kıvanç, M.,Kunduhoglu, B., 1997. Antimicrobial Activity of Fresh Plant Juice on The Growth of Bacteria and Yeasts. Journal of Qafqaz University, 1(1), 27-35.
27. Lee, O. H., Lee, B. Y. (2010). Antioxidant and antimicrobial activities of individual and combined phenolics in Olea europaea leaf extract. Bioresource technology, 101(10), 3751-3754.
28. Markin, D., Duek, L., Berdicevsky, I., 2003. In Vitro Antimicrobial Activity of Olive Leaves. Mycoses, 46:132-136.
29. Muanda, F. N., Soulimani, R., Diop, B., Dicko, A., 2011. Study on Chemical Composition and Biological Activities of Essential Oil and Extracts From Stevia rebaudiana Bertoni Leaves. LWT-Food Science and Technology, 44(9), 1865-1872.
30. Nazir, S., Latif, Z., 2012. Screening of Natural Extracts for Their Antibacterial Activity Against Different Enteric Pathogens Isolated From Soil, Water and Rotten Fruit Samples. African Journal of Biotechnology, 11(73), 13814-13820,Doi: 10.5897/AJMR12.2249
31. Oskay, M.,Sarı, D., 2007. Antimicrobial Screening of Some Turkish Medicinal Plants. Pharmaceutical Biology, 45(3), 176-181.
32. Okmen, G., Turkcan, O., Ceylan, O., Gork, G. (2014). The Antimicrobial Activity of Aliquidambar orientalis mill. Against Food Pathogens and Antioxidant Capacity of Leaf Extracts. African Journal of Traditional, Complementary and Alternative Medicines, 11(5), 28-32.
33. Pereira, A., Ferreira, I., Marcelino, F., Valentão, P., Andrade, P., Seabra, R., Estevinho, L., Bento, A., Pereira, J. (2007). Phenolic compounds and antimicrobial activity of olive (Olea europaea L. Cv. Cobrançosa) leaves. Molecules, 12(5), 1153-1162.
34. Sağdıç, O., Kuşçu, A., Özcan, M., Özçelik, S. (2002). Effects of Turkish spice extracts at various concentrations on the growth of Escherichia coli O157: H7. Food Microbiology, 19(5), 473-480, doi:10.1006/yfmic.494.
35. Sağdıç, O., Karahan, A. G., Ozcan, M., Ozkan, G. (2003). Note: effect of some spice extracts on bacterial inhibition. Food Science and Technology International, 9(5), 353-358.
36. Saǧdıç, O.,Özcan, M. (2003). Antibacterial activity of Turkish spice hydrosols. Food Control, 14(3), 141-143.
37. Salar, M. O., Yardımcı, H., Diker, K. S. (2015). Bazı endüstriyel bitkilerin Salmonella Serotipleri üzerindeki antimikrobiyel etkileri. Veteriner Hekimler Derneği Dergisi, 86(2), 9-18.
38. Siger, A., Nogala‐Kalucka, M., Lampart‐Szczapa, E. (2008). The content and antioxidant activity of phenolic compounds in cold‐pressed plant oils. Journal of Food Lipids, 15(2), 137-149.
39. Sudjana, A. N., D’Orazio, C., Ryan, V., Rasool, N., Ng, J., Islam, N., Riley, T.V., Hammer, K. A., (2009). Antimicrobial Activity of Commercial Olea europaea (olive) Leaf Extract. International Journal of Antimicrobial Agents, 33(5), 461-463.
40. Şahin, E., (2006). Bitkisel Kaynaklı Antimikrobiyallerin Gıda Kaynaklı Bazı Patojen Mikroorganizmalar Üzerinde Etkileri. İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 57s, İstanbul.
41. Tadhani, M. B.,Subhash, R., (2006). In Vitro Antimicrobial Activity of Stevia rebaudiana Bertoni Leaves. Tropical Journal of Pharmaceutical Research, 5(1), 557-560.
42. Tagg, J.,McGiven, A. R., (1971). Assay System for Bacteriocins. Applied Microbiology, 21(5), 943.
43. Toroğlu, S.,Çenet, M., (2006). Tedavi Amaçlı Kullanılan Bazı Bitkilerin Kullanım Alanları ve Antimikrobiyal Aktivitelerinin Belirlenmesi İçin Kullanılan Metodlar. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi, Fen ve Mühendislik Dergisi, 9(2), 12-19.
44. Uçar, E., Odabaş Köse, E., Özyiğit, Y., Turgut, K., (2015). Bazı Tıbbi ve Aromatik Bitkilerde Esansiyel Yağların Antimikrobiyal Aktivitelerinin Belirlenmesi. Süleyman Demirel Üniversitesi. Ziraat Fakültesi Dergisi, 10(2), 118-124.
45. Valero, M. and Salmeron, M.C., 2003. Antibacterial Activity of 11 Essential Oils Against Bacillus cereus in Tyndallized Carrot Broth. International Journal of Food Microbiology, 85, 73-81.
46. Yaman, T.,Kuleaşan, Ş., (2016). Uçucu Yağ Elde Etmede Gelişmiş Ekstraksiyon Yöntemleri. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi. Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, (1), 78-83.
47. Yıldız, G., Uylaşer, V., (2011). Doğal Bir Antimikrobiyel: Oleuropein. Uludağ Üniversitesi. Ziraat Fakültesi Dergisi, 25(1).