ANTIMICROBIAL ACTIVITY AND SOME PHYTOCHEMICAL PROPERTIES OF EXTRACTS FROM Achillea aleppica subsp. aleppica

Abstract

Achillea L., is one of the most widely used medicinal plants in the world. In this study, antioxidant, antimicrobial activity and total phenolic and flavonoid contents of extracts obtained from flower and stem of Achillea aleppica D.C. subsp. aleppica, were investigated. Fixed oils content of the extracts was examined by GC-MS analysis. Totally 31 different fatty acids were determined. The main fatty acid components of plant extracts were butyric acid, oleic acid, linoleic acid, palmitic acid and cis-4,7,10,13,16,19-docosahexaenoic acid. Total phenolic content, flavonoid amount, FRAP value and DPPH value of the plant extracts ranged between 8.42-38.49 mg/g; 4.54-14.04 mg/g; 14.48-48.31 µg/gand 0.7-33.37 mg/g, respectively. Antimicrobial activity assay carried out against 10 microorganisms showed no inhibitory effect against only Sarcina lutea and Candida albicans. In addition, methanolic extracts from the plants from Sarıçukur location produced better results than that of Ahir mountain.

Keywords

• Antimicrobial activity
• antioxidant activity
• bioactive compounds
• fatty acids
• Achillea aleppica D.C. subsp. aleppica

Achillea aleppica subsp. aleppica’NIN FARKLI ORGANLARINDAN ELDE EDİLEN EKSTRAKTLARIN ANTİMİKROBİYAL AKTİVİTESİ VE BAZI FİTOKİMYASAL ÖZELLİKLERİ

Abstract

Achillea L. bitkisi, dünyada en yaygın kullanılan şifalı bitkiler arasındadır. Bu çalışmada, Kahramanmaraş’taki farklı lokalitelerden toplanan Achillea aleppica D.C. subsp. aleppica türünün farklı bitkisel organlarından (çiçek ve yaprak) elde edilen ekstraktların, antioksidan ve antimikrobiyal aktivitesi ile toplam fenolik ve flavonoid içeriği incelenmiştir. Ayrıca ekstraktların sabit yağ içeriği GC-MS analizi ile incelenmiş ve sonuç olarak 31 farklı yağ asidi belirlenmiştir. Bitki ekstraktlarının başlıca yağ asidi bileşenlerini bütirik asit, oleik asit, linoleik asit, palmitik asit ve cis-4,7,10,13,16,19-dokosahekzaenoik asit oluşturmaktadır. Bitki ekstraktlarının toplam fenolik madde değeri 8.42-38.49 mg/g, toplam flavonoid miktarı 4.54-14.04 mg/g, FRAP değeri 14.48-48.31 µg/g ve DPPH değeri 0.7-33.37 mg/g arasında değişmektedir. Toplam 10 mikroorganizma üzerinde gerçekleştirilen antimikrobiyal aktivite denemeleri sonucunda, ekstraktların sadece Sarcina lutea ve Candida albicans üzerinde inhibisyon etkisi görülmemiştir. Ayrıca metanolik ekstraktlarda Sarıçukur lokasyonundan toplanan bitkiler, Ahırdağı lokasyonundan toplananlara göre daha iyi sonuç vermiştir.

Keywords

• Antimikrobiyal aktivite
• antioksidan aktivite
• biyoaktif bileşikler
• yağ asitleri
• Achillea aleppica subsp. aleppica

References

1. Abak, F., Akan, H. (2014). The flora of Asteraceae family in Şanlıurfa/Turkey. Biological Diversity and Conservation. Academic Food Journal/Akademik GIDA, 7 (1): 68-78.
2. Akcin, A., Aytas, Akcin, T., Seyis, F., Coban, A.Y., Durupinar, B. (2014). Antimicrobial and Antioxidant Activity of the Essential Oil of the Turkish Endemic Species Achillea phrygia Boiss. & Bal. Journal of Essential Oil Bearing Plants, 17 (2): 219-227.
3. Aydın, Ç., Mammadov, R. (2017). İnsektisit Aktivite Gösteren Bitkisel Sekonder Metabolitler ve Etki Mekanizması. Marmara Pharmaceutical Journal, 21: 30-37.
4. Bali, E.B. (2012). Achillea teretifolia Willd. Özütlerinin Antimikrobiyal, Antioksidan ve Sitotoksik Etkilerinin İncelenmesi. Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, Ankara.
5. Barış, D., Kızıl, M., Aytekin, Ç., Kızıl, G., Yavuz, M., Çeken, B., Ertekin, A.S. (2011). In Vitro Antimicrobial and Antioxidant Activity of Ethanol Extract of Three Hypericum and Three Achillea Species From Turkey. International Journal of Food Properties, 14 (2): 339-355.
6. Baser, K.H.C., Demirci B., Demirci, F., Kocak, S., Akinci, C., Malyer, H., Guleryuz, G. (2002). Composition and antimicrobial activity of the essential oil of Achillea multifida. Planta Medica, 68 (10): 941-943.
7. Benedek, B., Gjoncaj, N., Saukel, J., Kopp, B. (2007). Distribution of phenolic compounds in Middleeuropean taxa of the Achillea millefolium L. aggregate. Chemistry & Biodiversity, 4 (5): 849-857.
8. Benzie, I. F., Strain, J.J. (1996). The ferric reducing ability of plasma (FRAP) as a measure of “antioxidant power”: the FRAP assay. Analytical Biochemistry, 239 (1): 70-76.

9. Blainski A, Lopes GC, De Mello JCP. (2013). Application and analysis of the Folin Ciocalteu method for the determination of the total phenolic content from Limonium brasiliense L. Molecules. 18: 6852-6865.
10. Brand-Williams, W., Cuvelier, M. E., Berset, C. (1995). Use of a free radical method to evaluate antioxidant activity. LWT-Food science and Technology, 28 (1): 25-30.
11. Çağlar, A., Tomar, O., Ekiz, T. (2017). Bütirik Asit: Yapısı, Özellikleri Ve Sağlık Üzerine Etkileri. Kocatepe Veteriner Dergisi, 10 (3): 213-225.
12. Çakıcı, A.V. (2014). Bingöl ilinde yetişen bazı Achillea L. (Asteraceae) taksonlarının uçucu yağ kompozisyonlarının araştırılması. Bingöl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Bingöl.
13. Çakmakçı, S., Tahmas-Kahyaoğlu, D. (2012). Yağ Asitlerinin Sağlık ve Beslenme Üzerine Etkilerine Genel Bir Bakış. Academic Food Journal/Akademik GIDA, 10 (1): 103-113.
14. Çelik, E., Çelik, G.Y. (2007). Bitki uçucu yağlarının antimikrobiyal özellikleri. Orlab Online Mikrobiyoloji Dergisi, 5 (2): 1-6. Çelik, F. (2009). Kızılcığın (Cornus mas L.) ekstraksiyonu ve antioksidan bileşenlerinin belirlenmesi. Selçuk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, Konya.
15. Çetin, H. (2013). Bazı Achillea Türleri Uçucu Yağlarının Kimyasal Bileşimlerinin ve Eser Elementlerinin Tayini. İnönü Üniversitesi Sağlık Bilimler Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Malatya.
16. Chang, C.C., Yang, M.H., Wen, H.M., Chern, J.C. (2002). Estimation of total flavonoid content in propolis by two complementary colorimetric methods. J Food Drug Anal, 10 (3): 178-182.
17. Collins, C.H., Lyne, P.M., Grange, J.M. (1989). Collins and Lyne’s Microbiological Methods, Sixth Edition, Butterworths Co. Ltd. London.
18. Comlekcioglu, N. (2019). Bioactive Compounds and Antioxidant Activity in Leaves of Endemic and Native Isatis spp in Turkey. Brazilian Archives of Biology and Technology, 62. Davis, P.H. (ed). (1965). Flora of Turkey and the East Aegean Islands, Edinburgh Univ. Press.
19. Dias, M.I., Barros, L., Dueñas, M., Pereira, E., Carvalho, A.M., Alves, R.C., ... Ferreira, I.C. (2013). Chemical Composition of Wild and Commercial Achillea millefolium L. and Bioactivity of The Methanolic Extract, Infusion and Decoction. Food Chemistry, 141 (4): 4152-4160.
20. Duru, S., Konuşkan, D.B. (2014). Bitkisel Yağlarda Oleik Asit Miktarının Arttırılması ve Yağ Kalitesi Üzerine Etkileri. GIDA, 39 (6):1-7.
21. Dwidar, M., Park, J.Y., Mitchell, R. J., Sang, B.I. (2012). The future of butyric acid in industry. The Scientific World Journal, Article ID 471417.
22. Erbaş, M., Şekerci, H. (2011). Serbest Radikallerin Önemi ve Gıda İşleme Sırasında Oluşumu. GIDA, 36 (6): 367-374.
23. Ertaş, A., Boşa, M., Haşimi, N., Yeşil, Y., Gören, A. C., Topçu, G. and Kolak, U. (2014). Antioxidant, Anticholinesterase, and Antimicrobial Activities and Fatty Acid Constituents of Achillea cappadocica Hausskn. et Bornm. Turkish Journal of Chemistry, 38: 592-599.
24. Faydaoğlu, E., Sürücüoğlu, M.S. (2011). Geçmişten günümüze tıbbi ve aromatik bitkilerin kullanılması ve ekonomik önemi. Kastamonu Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, 11(1): 52-67.
25. Ferioli, F., Giambanelli, E., D'Antuono, L. F., Costa, H. S., Albuquerque, T. G., Silva, A. S., ... Koçaoglu, B. (2013). Comparison of Leafy Kale Populations from Italy, Portugal, and Turkey for Their Bioactive Compound Content: Phenolics, Glucosinolates, Carotenoids, and Chlorophylls. J Sci Food Agric, 93(14): 3478-3489.
26. Hatipoğlu, G. (2010). Achillea biserrata ve Hyssopus officinalis türlerinin antioksidan aktiviteleri ve fenolik bileşen analizleri. Karadeniz Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Trabzon.
27. Tohma, H., Isik, M., Korkmaz, M., Bursal, E., Gulcin, I., Koksal, E. (2015). Determination of antioxidant properties of Gypsophila bitlisensis Bark. International Journal of pharmacology, 100 (4): 366-37l.
28. Kanbur, H. (2012). Teucrium chamaedrys L. ve Achillea biebersteinii Afan. Bitkilerinin Antioksidan Aktivitelerinin Mukayesesi. Erzincan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi, Erzincan.
29. Kesdek, M., Bayrak, N., Kordali, S., Usanmaz, A., Contuk, G. and Ercisli, S. (2013). Larvicidal Effects of some Essential Oils against Larvae of the Pine Processionary Moth, Thaumetopoea pityocampa (Denis & Schiffermüller) (Lepidoptera: Thaumetopoeidae). Egyptian Journal of Biological Pest Control, 23(2): 201-207.
30. Küçükbay F.Z., Kuyumcu, E., Bilenler, T., and Yıldız, B. (2012). Chemical composition and antimicrobial activity of essential oil of Achillea cretica L. (Asteraceae) from Turkey. Natural Product Research, 26 (18): 1668-1675.
31. Maswadeh, H.M., Semreen, M. H., Naddaf, A.R. (2006). Anti-inflammatory activity of Achillea and Ruscus topical gel on carrageenan-induced paw edema in rats. Acta Pol Pharm, 63(4): 277-280.
32. Miliauskas, G., Venskutonis, P.R., Van Beek, T.A. (2004). Screening of radical scavenging activity of some medicinal and aromatic plant extracts. Food Chem, 85(2): 231-237.
33. Mojab, F., Poursaeed, M., Mehrgan, H., Pakdaman, S. (2008). Antibacterial activity of Thymus daenensis methanolic extract. Pak J Pharm Sci, 21(10): 210-213.
34. Nickavar, B., Kamalinejad, M., Haj-Yahya, M., Shafaghi, B. (2006). Comparison of the free radical scavenging activity of six Iranian Achillea species. Pharmaceutical Biology, 44(3): 208-212.
35. Orav, A., Kailas, T., Ivask, K. (2001) Composition of the essential oil from Achillea millefolium from Estonia, Journal of Essential Oil Research, 13 (4): 290-294.
36. Özçelik, H., Muca, B. (2010). Habitat Characteristics and Distributions in Turkey of species belonging to Genus Ankyropetalum Fenzl (Caryophyllaceae). J Biol Sci Res, 3(2): 47-56.
37. Pino, A.J., Rosado, A., Fuentes, V. (1998), Chemical composition of the leaf oil of Achillea millefolium L. grown in Cuba. Journal of Essential Oil Research, 10 (4): 427-428.
38. Rustaiyan, A., Komeilizadeh, H., Shariatpanahi, M.S., Jassbi, A., Masoudi, S. (1998). Comparative study of the essential oils of three Achillea species from Iran. Journal of Essential Oil Research, 10 (2): 207-209.
39. Sokmen, A., Vardar-Unlu G., Polissiou, M., Daferera, D., Sokmen, M., Donmez, E. (2003). Antimicrobial activity of essential oil and methanol extracts of Achillea sintenisii Hub. Mor. (Asteraceae). Phytotherapy Research, 17 (9): 1005-1010.
40. Şabanoğlu, S., Gökbulut, A., Altun, M.L. (2019). Characterization of Phenolic Compounds, Total Phenolic Content and Antioxidant Activity of Three Achillea Species. J Res Pharm, 23(3) 567-576. Şenkardeş, İ., Bulut, G., Doğan, A., Tuzlacı, E. (2019). An Ethnobotanical Analysis on Wild Edible Plants of the Turkish Asteraceae Taxa. Agriculturae Conspectus Scientificus, 84(1), 17-28.
41. Tabanca, N., Demirci, B., Gürbüz, İ., Demirci, F., Becnel, J.J. (2011). Essential oil composition of fıve collection of Achillea biebersteinii from Central Turkey and their antifungal and insecticidal activity. Natural Product Communications, 6 (5): 701-706.
42. Taşar, N., Kıran, Y., Doğan, G. (2017). Cyanus depressus (M. Bieb.) Soják Türünün Karyolojik ve Palinolojik Yönden İncelenmesi. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 5(1): 299-305.
43. Taşkın, D. (2015). Achillea grandifolia Friv. Bitkisinin İçerdiği Flavonoidlerin Saptanması ve Antioksidan Aktivitelerinin incelenmesi. Marmara Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsi (Doktora Tezi), İstanbul.
44. Tekeli, Y. (2008). Konya Bölgesindeki Bazı Centaurea Türlerinin Bazı Kimyasal ve Biyolojik Özelliklerinin Belirlenmesi. Selçuk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, Konya.
45. Yılmaz, M.A. (2015). Bazı Achillea L. Türlerinin LCMS-IT/TOF ve LC-MS/MS ile Metabolik Profillerinin Çıkarılması ve Biyolojik Aktivitelerinin Belirlenmesi. Dicle Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya Ana Bilim Dalı, Doktora Tezi, Diyarbakır.
46. Zonuz, N. (2016). Bazı Achillea L. (Asteraceae) Türlerine Ait Tohumlarda Yağ Asidi Kompozisyonunun Belirlenmesi. Doktora Tezi, Cumhuriyet Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Sivas.