Red Centaury (Hypericum capitatum): Determination of Phenolic Content, Antioxidant Activity and Investigation of Antimicrobial Efficacy on Clinical Isolates

Year 2023, Volume: 7 Issue: 1, 57 - 65, 28.04.2023

Şükran Öztürk , Yasin Hazer , Banu Kaşkatepe , Hatice Çölgeçen , Muhittin Kulak

https://doi.org/10.29058/mjwbs.1251370

Abstract

Aim: It was aimed in this study, to investigate its antimicrobial effect on standard strains and clinical isolates of Hypericum capitatum var
capitatum (H. capitatum) and to determine the phenolic content and antioxidant activity plant.
Material and Methods: The antimicrobial effect of H. capitatum on standard bacterial strains and colistin-resistant ) Acinetobacter baumannii
(A. baumannii) and Multi Drug Resistant (MDR) A. baumannii clinical isolates were determined by broth microdilution test (MIC) (ISO,2006).
The total phenol content of the H. capitatum extract, of which some contents were clarified by, was investigated in seed, stem, and leaf
samples. Antioxidant activity was determined by the DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazil) method.
Results: The plant extracted with methanol was found to have antimicrobial activity against Gram (+) bacteria (Staphylococcus aureus
ATCC-29213 and Methicillin resistant S. aureus (MRSA) ATCC 43300 with 16 mg/mL). The efficacy against resistant A. baumannii clinical
isolates was found to be effective between 64-128 mg/mL. The contents of the seed part of the H. capitatum plant by High liquid pressure
chromatography (HPLC) method, were determined as shikimic acid (1720.42 ppm (mg/ml), Caffeic acid (52.50 ppm (mg/ml), Cinaminic acid,
(14,217.61 ppm (mg/ml), Rosmarinic acid (30.90 ppm (mg/ml)) respectively. According to the H. capitatum plant parts, it was determined that
the total amount of phenolic substances differed in the form of leaves (155.93 mg/L), stem (177.85 mg/L), and seeds (344.22 mg/L). Inhibition
activity of DPPH was determined; seed (55,476%mg/mL), stem (57,318% mg/ml), leaf (53,241% mg/ml), BHA (Butyl hydroxy anosyl) and
BHT (Butyl hydroxy toluene), respectively (93.77% and 88.62%) and ascorbic acid (95.21%).
Conclusion: The antioxidant activity results of H. capitatum, which was found to be rich in phenolic content, demonstrated that methanol
extracts of different plant parts are a natural antioxidant source that moderately scavenges free radicals. When the antimicrobial efficacy
results were evaluated, it was observed that its efficacy against standart strains and resistant A. baumannii isolates, which are known to be
difficult to treat clinically, is promising.

Keywords

Antibacterial effect, Antioxidant effect, Phenolic contents, HPLS

Project Number

2018-43085703-01

Kırmızı Kantaron (Hypericum capitatum) Bitkisi: Fenolik İçeriklerinin, Antioksidan Aktivitesinin Belirlenmesi ve Klinik İzolatlar Üzerinde Antimikrobiyal Etkinliğinin Araştırılması

Abstract

Amaç: Bu çalışmada, Kırmızı Kantaron, Hypericum capitatum var. capitatum (H. capitatum) bitkisinin
fenolik içeriğinin ve antioksidan aktivitesinin belirlenmesi, standart suşlar ve klinik izolatlar üzerinde
antimikrobiyal etkisinin araştırılması amaçlanmıştır.
Gereç ve Yöntemler: H. capitatum’un, standart bakteri suşları ile kolistin dirençli Acinetobacter
baumannii (A. baumannii) ve çok ilaca dirençli (ÇİD) A. baumannii klinik izolatları üzerindeki
antimikrobiyal etki düzeylerine sıvı mikrodilüsyon testi (MİK) ile gerçekleştirilmiştir (ISO, 2006). Yüksek
Performanslı Sıvı Kromatografisi (YPSK) ile bazı içerikleri aydınlatılan H. capitatum ekstraktının, tohum,
gövde ve yaprak örneklerinde total fenol içeriği araştırılmıştır. DPPH (2,2-difenil-1-pikrilhidrazil) yöntemi
ile antioksidan etkinlik tayini yapılmıştır.
Bulgular: Metanolle ekstrakte edilen bitkinin, Gram (+) bakterilere karşı Staphylococcus aureus (S.aureus)
ATCC-29213 ve Metisilin dirençli S. aureus (MRSA) ATCC 43300 antimikrobiyal etkinliğinin 16
(mg/mL) olduğu saptanmıştır. Dirençli A. baumannii klinik izolatlarına karşı, 64-128 mg/mL MİK değerleri
ile etkin olduğu tespit edilmiştir. YPSK ile bitkinin tohum kısmındaki içerikler ise, sırasıyla; şikimik asit
(1720.42 ppm(mg/ml), kafeik asit (52.50 ppm(mg/ml), sinaminik asit, (14.217,61 ppm(mg/ml), rosmarinik
asit (30,90 ppm(mg/ml) olarak belirlenmiştir. H. capitatum kısımlarına göre toplam fenolik madde
miktarlarının, yaprak (155,93 mg/L), gövde (177,85 mg/L) ve tohum (344,22 mg/L) şeklinde farklılık
gösterdiği tespit edilmiştir. DPPH İnhibisyon aktivitesi; tohum (%55.476 mg/mL), gövde (%57.318 mg/
ml), yaprak (%53.241 mg/ml) BHA (Butil hidroksi anozil) ve BHT (Butil hidroksi tolüen) sırasıyla (%93.77
ve %88.62) askorbik asit ise (%95.21) olarak belirlenmiştir.
Sonuç: Fenolik içerikçe zengin olduğu görülen H. capitatum’ un, antioksidan etkinlik sonuçları, farklı
kısımlarının metanol ekstreleri orta derecede etkili serbest radikal gideren doğal bir antioksidan kaynağı
olduğunu göstermiştir. Antimikrobiyal etkinlik sonuçları ise, standart suşlar ve özellikle klinikte tedavisinin
zor olduğu bilinen dirençli A. baumannii izolatlarına karşı etkinliğinin umut vaat edici olduğu görülmüştür.

Keywords

Antibakteriyel etki, Antioksidan etki, Fenolik içerikler, Hypericum capitatum, HPLC.

Supporting Institution

Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri (BAP)

Project Number

2018-43085703-01

Thanks

Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi Tıp Fakültesi Mikrobiyoloji Laboratuvarı’ ndan kültür koleksiyonundaki klinik izolatlarını paylaşan Uzm. Biyolog Sayın Eldan Subaşı’ na ve Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilimdalı Başkanı Prof. Dr. Sayın Füsun CÖMERT’ e teşekkürlerimizi sunarız.

References

• 1. Bayram E, Kırıcı E, Tansı S, Yılmaz G, Arabacı O, Kızıl S, Telci İ. Tıbbi ve Aromatik Bitkiler Üretiminin Arttırılması Olanakları. Ziraat Mühendisliği VII. Teknik Kongresi, Bildiriler Kitabı- 1, Ankara, 2010; 437-457.
• 2. Benli M, Yiğit N. Ülkemizde yaygın kullanımı olan kekik (Thymus vulgaris) bitkisinin antimikrobiyal aktivitesi. Orlab On-line Mikrobiyoloji Dergisi 2005;3:1-8.
• 3. Ertürk R, Çelik C, Kaygusuz R, Aydın H. Ticari olarak satılan kekik ve nane uçucu yağlarının antimikrobiyal aktiviteleri. Cumhuriyet Tıp Dergisi 2010;32:281-286.
• 4. Panizzi L, Flamini G, Cioni PL, Morelli I. Composition and antimicrobial properties of essential oils of four Mediterranean Lamiaceae. J Ethnopharmacol 1993;39(3):167-170.
• 5. Türkiye Bitkileri Veri Servisi (TÜBİVES) http:// turkherb.ibu. edu.tr/index.php.2013.sayfa=1 tax_id=2042. Erişim Tarihi: 21.02.2023
• 6. Baytop T. Türkiye’de bitkiler ile tedavi: Geçmişte ve Bugün. 3. baskı, Ankara Nobel Tıp Kitabevleri, 2021.
• 7. Stevenson C, Edzard E. Safety of hypericum in patients with depression. A comparison with conventional antidepressants. CNS Drugs. 1999;11:125-132.
• 8. Ersoy E, Özkan EE. Geçmişten Günümüze Hypericum perforatum (Sarı Kantaron) ve depresyon tedavisi-neler biliyoruz? J Lit Sci 2020;9(2):137-148.
• 9. Eroğlu Özkan E, Demirci B, Ünsal Gürer Ç, Kültür Ş, Mat A, Başer KHC. Composition of essential oils from five endemic hypericum species of Turkey. Organic Chemistry Curr Res 2013;2:1.
• 10. Şatana A, Arslan B. Türkiye’de Hypericum L. türlerinin yayılışı ve farmakolojik özellikleri, Tıbbı ve Aromatik Bitkiler Sempozyumu, Tokat, 2012.
• 11. Yaylacı ÖK, Özgişi K, Sezer O, Orhanoğlu G, Öztürk D, Koyuncu O. Anatomical studies and conservation status of rare endemic Hypericum sechmenii Ocak & Koyuncu (Sect: Adenosepalum) from Eskişehir-Turkey. Journal of Selçuk University Natural and Applied Science 2013; 2(1):1-11.
• 12. Öztürk Ş. Kantaron Bitkisi ve Terapötik Etkileri. Atik D (editör). Sağlık Bilimleri Alanında Yeni Trendler III. Duvar Yayınevi. 2022; 415-433.
• 13. Wyk B, Wink M. Medicinal Plants of the World: An Illustrated Scientific Guide to Important Medicinal Plants and their Uses. Portland Oregon. Timber Press, 2004.
• 14. Özkan EE, Demirci B, Güner ÇÜ, Kültür Ş, Mat A, Başer KHC. Essential oil composition of five endemic hypericum species from Turkey. Med Aromat Plants. 2013;2:2.
• 15. Davis PH. Flora of Turkey and the East Aegean Islands Vol. 2, Edinburgh: University Press, 1967; 355-401.
• 16. Radusiene J, Bagdonaite E, Kazlauskas S. Mophological and chemical evaluation on Hypericum perforatum and H. maculatum in Lithuania. Acta Hort (ISHS) 2004;629:55-62.
• 17. Couladis M, Baziou P, Petrakis PV, Harvala C. Essential oil composition of Hypericum perfoliatum L. growing in different locations in Greece. Flavour Fragrance J 2001;16:204-206.
• 18. Hosni K, Msaada K, Taarit MB, Ouchikha O, Kallel M, Marzouk B. Essential oil composition of Hypericum perfoliatum L. and Hypericum tomentosum L. growing wild in Tunisia. Industrial Crops and Products 2008;27:308-314.
• 19. Mathis C, Ourisson G. Etude chimio-taxonomique du genre Hypericum. II. Identification de constituents de diverses huiles essentiellesd Hypericum. Phytochemistry 1964;3:115-131.
• 20. Bağcı E, Yüce E. Constituents of the Essential Oils of Two Hypericum capitatum Choisy Varieties (var. capitatum and var. luteum Robson) from Turkey. Journal of Essential Oil Bearing Plants 2011;14 (1):106-113.
• 21. Avrupa Bilimsel Fitoterapi Kooperatifi (European Scientific Cooperative on Phytotherapy) ESCOP Monographs: The Scientific Foundation for Herbal Medicinal Products by ESCOP. 2003, Hardcover, Revised.
• 22. World Health Organization (WHO) Monographs on Selected Medic- inal Plants. 2022; Vol 2. Geneva, Switzerland.
• 23. Akşit NN, Gürdap S, İşoğlu SD, İşoğlu İA. Preparation of antibacterial electrospun poly (D, L-lactide-co-glycolide)/ gelatin blend membranes containing Hypericum capitatum var. capitatum. International Journal of Polymeric Materials and Polymeric Biomaterials 2021;70(11):797-809.
• 24. Sakar MK, Tamer AÜ, Takur S. ISO [2006] ISO 20776-1 Clinical laboratory testing and in vitro diagnostic test systems -Susceptibility testing of infectious agents and evaluation of performance of antimicrobial susceptibility test devices - Part 1: Reference method for testing the in vitro activity of antimicrobial agents against rapidly growing aerobic bacteria involved in infectious diseases. Fitoterapia 1988;59:49.
• 25. Tapan S. Quantitative Analysis of Phenolic Acids, Flavonoids and Ascorbic Acid in Four Different Solvent Extracts of Two Wild Edible Leaves, Sonchus Arvensis and Oenanthe Linearis of North-Eastern Region in India. Journal of Applied Pharmaceutical Science 2016;6:157-166.
• 26. Savcı A, Koçpınar EF, Alan Y, Kurşat M. Antioxidant, antimicrobial, and DNA protection activities of some Tanacetum species and phenolic richness in their ethanolic extracts. International Food Research Journal 2020;27:160-170.
• 27. Slinkard K, Singleton VL. Total phenol analysis: Automation and comparison with manual methods. Am J Enol Vitic 1977;28:49- 55.
• 28. Altınyay Ç, Ergene Öz B, Altun ML. Quantification of shikimic acid in the methanolic extracts of three alnus taxons growing in Turkey. Turkish Journal of Pharmaceutical Sciences 2016;13(1):71-76.
• 29. Magnani C, Isaac VLB, Correa MA, Salgado HRN. Caffeic acid: A review of its potential use in medications and cosmetics. Anal Methods 2014;6(10):3203-3210.
• 30. Onat KA, Sezer Kürkçü M, Çöl B. Fenolik bileşiklerden sinnamik asit, kafeik asit ve p-kumarik asit’in bazı biyolojik aktiviteleri. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 2021;11(4): 2587-2598.
• 31. Karataş İ. Reyhan bitkisinin (ocimum basilicum l.) Adventif kök kültürlerinde rosmarinik asit üretim olanaklarının ve antioksidan kapasitenin araştırılması. KSÜ Tarım ve Doğa Derg 2022;25(3):459-466.
• 32. Sakar MK, Tamer AÜ. Antimicrobial activity of different extracts from some Hypericum species. Fitoterapia 1990;61:464-466.
• 33. Sokmen A, Jones BM, Erturk M. Antimicrobial activity of extracts from the cell cultures of some Turkish medicinal plants. Phytother Res 1999;13:355-357.
• 34. Çırak C, Radusiene J, Jakstas V, Ivanauskas L, Yayla F, Seyis F, Camas N. Secondary metabolites of Hypericum species from the Drosanthe and Olympia sections. South African Journal of Botany 2016;104: 82-90.
• 35. Karaoğlan M. Kırmızı kantaron (hypericum capitatum var. Capitatum)’un farklı bitki kısımlarının mineral madde içeriği ve uçucu yağ bileşenlerinin belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi. Kilis 7 Aralık Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014.
• 36. Sekeroglu N, Karaoglan M, Gezici S, Kulak M, Ozkutlu F, Kacar O, Gul F. Variation in the composition of the essential oils, hypericin and mineral elements in aerial parts, stem and flower of Hypericum capitatum (CHOISY) growing in Turkey with oxidative DNA damage protective activity. Journal of Pharmaceutical Research 2018;17(2):67-77.
• 37. Boga M, Ertas A, Eroglu-Ozkan E, Kizil M, Ceken B, Topcu Gülaç TI. Phytochemical analysis, antioxidant, antimicrobial, anticholinesterase and DNA protective effects of Hypericum capitatum var. capitatum extracts. South African Journal of Botany 2016;104:249-257.
• 38. Grafakou ME, Barda C, Karikas GA, Skaltsa H. Hypericum essential oils—composition and bioactivities: An update (2012- 2022). Molecules 2022;27(16):5246.