Determination of Bioactive Potential of Diospyros kaki L. Fruit Peels

Year 2022, Volume: 12 Issue: 2, 135 - 147, 31.12.2022

Tuğba Özbucak , Sinem Dağ Görkem Gürkan

https://doi.org/10.54370/ordubtd.1160257

Abstract

In this study, antimicrobial, and antioxidant capacities of Diospyros kaki L (Persimmon) fruit peels, which is a vegetable waste, were investigated by using methanol, ethanol and water extracts prepared to determine the bioactive properties. To examine the catalytic activity of studied samples, the reduction of the industrial origin methylene blue dye, which is common aquatic environments, in the presence of sodium borohydride (NaBH4) was evaluated and the results were monitored in the UV-Visible Spectrophotometer (UV-Vis). The components in the structure of the fruit peel were determined by GC-MS analysis. As a result of the study, the highest antimicrobial effect was observed in ethanol, and the lowest antimicrobial effect was observed in water extract. According to the results of GC-MS analysis, the fruit peel contains 50% oil-derived components. The component with the highest ratio is Octadecanoic acid, 2,3-dihydroxypropyl ester with 26.89%, and the lowest is an alkane named Docosane with a ratio of 0.86. Among the samples studied, the highest and lowest phenolic acid and FRAP contents were in water and ethanol extracts, respectively. While the methanol extract had the highest DPPH radical scavenging percentage value, the lowest value was determined in ethanol extract. In the catalysis reactions, it was determined that the water samples reduced the Methylene Blue dye and lightened the dye color in a very short time.

Keywords

antimicrobial, antioxidant, degradation, methylene blue, persimmon

Trabzon Hurması (Diospyros kaki L.) Meyve Kabuklarının Biyoaktif Potansiyelinin Belirlenmesi

Abstract

Bu çalışmada bitkisel bir atık olan Diospyros kaki L. (Trabzon hurması) meyve kabuklarının biyoaktif özelliklerinin belirlenmesi amacı ile hazırlanan metanol, etanol ve su ekstraktları kullanılarak antimikrobiyal ve antioksidan kapasiteleri incelenmiştir. Çalışılan örneklerin katalitik aktivitesinin incelenmesi amacıyla sucul ortamlarda yaygın olarak bulunan endüstriyel kökenli metilen mavisi boyasının sodyum borhidrür (NaBH4) varlığında indirgenmesi değerlendirilmiştir ve sonuçlar UV-Visible Spektrofotometresinde (UV-Vis) izlenmiştir. GC-MS analizi ile meyve kabuğunun yapısında bulunan bileşenler belirlenmiştir. Çalışma sonucunda en yüksek antimikrobiyal etki etanol, en düşük antimikrobiyal etki ise su ekstraktında görülmüştür. GC-MS analizi sonucuna göre meyve kabuğu %50 oranında yağ türevli bileşenler içermektedir. En yüksek oranda bulunan bileşen %26,89 ile Octadecanoic acid, 2,3-dihydroxypropyl ester, en düşük bulunan ise 0,86’lık oran ile Docosane isimli bir alkandır. Çalışılan örnekler arasında en yüksek ve en düşük fenolik asit ile FRAP içeriği sırasıyla su ve etanol ekstraktlarından elde edilmiştir. Metanol ekstraktı en yüksek DPPH radikalini süpürme yüzdesi değerine sahipken, en düşük değer etanol ekstraktında tespit edilmiştir. Kataliz reaksiyonlarında ise su örneklerinin metilen mavisi boyasını indirgeyerek çok kısa bir süre içerisinde boya rengini açtığı belirlenmiştir.

Keywords

antimikrobiyal, antioksidan, bozunma, metilen mavisi, Trabzon hurması

References

• Acet, T. ve Özcan, K. (2018). Aslanpençesi (Alchemilla ellenbergiana) ekstrelerinin antioksidan ve antimikrobiyal özelliklerinin belirlenmesi. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 8(1), 113-121. https://doi.org/10.17714/gumusfenbil.308430
• Al-Tohamy, R., Ali, S.S., Li, F., Okasha, K.M., Mahmoud, Y.A.G., Elsamahy, T., Jiao, H., Fu, Y. ve Sun, J. (2022). A critical review on the treatment of dye-containing wastewater: Ecotoxicological and health concerns of textile dyes and possible remediation approaches for environmental safety. Ecotoxicology and Environmental Safety, 231, 113160. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2021.113160
• Arslan, R., Tozluoğlu, A., Sertkaya, S., Fidan, H. ve Küçük, S. (2021). Atık sularda boya giderimi için fonsiyonellenmiş nanoselüloz esaslı adsorbanlar. Artvin Çoruh Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, 22(1), 148-160. https://doi.org/10.17474/artvinofd.830601
• Ashoush, I.S. ve Gadallah, M. G. E. (2011). Utilization of Mango Peels and Seed Kernels Powders as Sources of Phytochemicals in Biscuit. World Journal of Dairy & Food Sciences, 6(1), 35-42. https://asset-pdf.scinapse.io/prod/155831008/155831008.pdf
• Benzie, I.F.F. ve Strain, J. J. (1999). Ferric reducing/antioxidant power assay: Direct measure of total antioxidant activity of biological fluids and modified version for simultaneous measurement of total antioxidant power and ascorbic acid concentration. Academic Press, 299, 15–27. https://doi.org/10.1016/S0076-6879(99)99005-5
• Blois, M. S. (1958). Antioxidant determinations by the use of a stable free radical. Nature, 181(4617), 1199-1200. https://doi.org/10.1038/1811199a0
• Coman, V., Teleky, B. E., Mitrea, L., Martău, G. A., Szabo, K., Călinoiu, L. F. ve Vodnar, D. C. (2020). Bioactive potential of fruit and vegetable wastes. Advances in Food And Nutrition Research, 91, 157-225. https://doi.org/10.1016/bs.afnr.2019.07.001
• Cesur, Ö. (2019). Çevre dostu ve düşük maliyetli adsorbent kullanılarak atık sulardan boya giderimi [Yayımlanmamış yüksek lisans tezi]. Pamukkale Üniversitesi.
• Dastan D ve Aliahmadi A. (2015). Antioxidant and antibacterial studies on different extracts of Ornithogalum cuspidatum Bertol from Iran. Biological Forum-An International Journal, 7(2), 1072-1075. https://www.researchtrend.net/bfij/pdf/176%20DARA%20DASTAN%20(1).pdf
• Dumanović, J., Nepovimova, E., Natić, M., Kuča, K. ve Jaćević, V. (2021). The significance of reactive oxygen species and antioxidant defense system in plants: A concise overview. Frontiers in Plant Science, 11, 552969. https://doi.org/10.3389/fpls.2020.552969
• Ertürk, Ö. (2006). Antibacterial and antifungal activity of ethanolic extracts from eleven spice plants. Biologia, 61(3), 275-278. https://doi.org/10.2478/s11756-006-0050-8 Ertürk, Ö., Aydın, G. ve Ayvaz, M. Ç. (2020). Hyperıcum perforatum L. esansiyel yağının in vitro antimikrobiyal, antioksidan aktivite ve kimyasal karakterizasyonu. Artvin Çoruh Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, 21(2), 330-339. https://doi.org/10.17474/artvinofd.702853
• Faydalıoğlu, E. ve Sürücüoğlu, M. (2013). Tibbi ve aromatik bitkilerin antimikrobiyal, antioksidan aktiviteleri ve kullanim olanaklari. Erzincan University Journal of Science and Technology, 6(2), 233-265. https://dergipark.org.tr/en/pub/erzifbed/issue/6027/80707
• Ghasemi, K., Ghasemi, Y. ve Ebrahimzadeh, M. A., 2009. Antioxidant Activity, Phenol And Flavonoid Contents of 13 Citrus Species Peels And Tissues. Pak. J. Pharm. Sci., 22(3). 277-281. https://pesquisa.bvsalud.org/portal/resource/pt/emr-101072
• Goulas, V. ve Manganaris, G.A., 2012. Exploring the phytochemical content and the antioxidant potential of Citrus fruits grown in Cyprus. Food Chem., 131, 39-47. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2011.08.007
• Gutés, A., Céspedes, F., Alegret, S. ve Del Valle, M. (2005). Determination of phenolic compounds by a polyphenol oxidase amperometric biosensor and artificial neural network analysis. Biosensors and Bioelectronics, 20(8), 1668-1673. https://doi.org/10.1016/j.bios.2004.07.026
• Güzel, M. ve Akpınar, Ö. (2017). Turunçgil kabuklarının biyoaktif bileşenleri ve antioksidan aktivitelerinin belirlenmesi. Güfbed/Gustıj, 7(2), 153-167. https://dergipark.org.tr/en/pub/gumusfenbil/issue/30393/277952
• Gündoğdu, M. (2019). Effect of rootstocks on phytochemical properties of apricot fruit. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 43(1), 1-10. https://doi.org/10.3906/tar-1803-99
• Hepşen Türkay, F. Ş. (2010). Fındık zurufu ve arıtma çamurunun solucanlar ile kompostlanması ve elde edilen vermikompostun sera ve tarla koşullarında toprakların biyolojik özelliklerinde meydana getirdiği etkilerin belirlenmesi [Yayınlanmamış doktora tezi]. Ondokuzmayıs Üniversitesi.
• Iwanami, H., M. Yamada ve A. Sato (2002). A great increase of soluble solids concentration by shallow concentric skin cracks in Japanese persimmon. Scientia Horticulturae, 94(3-4), 251-256. https://doi.org/10.1016/S0304-4238(01)00381-8
• Karakasova L, Babanouska- Milenkouska F, Lazou M, Karakasov B. ve Stojanova M. (2013). Quality properties of solar dried persimmon (Diospyros kaki), J Hygienic Eng Des., 4, 54-59. https://keypublishing.org/jhed/wp-content/uploads/2020/07/09.-Full-paper-Ljubica-Karakasova.pdf
• Kayranlı, B, (2011) Adsorption of textile dyes onto iron based waterworks sludge from aqueous solution: Isotherm, kinetic and thermodynamic study. Chemical Engineering Journal, 173, 782-791. https://doi.org/10.1016/j.cej.2011.08.051
• Kırbağ, S. ve Zengin, F. (2006). Elâzığ yöresindeki bazı tıbbi bitkilerin antimikrobiyal aktiviteleri. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Bilimleri Dergisi, 16(2), 77-80. https://dergipark.org.tr/en/download/article-file/204860
• Kitagawa, H. ve P. G. Glucina (1984). Persimmon culture in New Zeland. DSIR Information Series No. 159, Science Information Publishing Centre, Agaccess.
• Lim, Y. Y., Lim T. T. ve Tee J. J., (2006). Antioxidant properties of guava fruit: Comparison with some local fruits. Sunway Academic Journal, 3, 9-20. https://core.ac.uk/download/pdf/148366314.pdf
• Mohd Nazri, N. A. A., Ahmat. N., Adnan. A., Syed, S. A. ve Syaripah, S. A. (2011). In vitro antibacterial and radical scavenging activities of Malaysian table salad. African Journal of Biotechnology, 10(30), 5728-35. https://www.ajol.info/index.php/ajb/article/view/94445
• Onur, C. (1990). Trabzon Hurması. Derim (Özel Sayısı), 7(1), 4-47.
• Özbucak, T. B., Karatas, T. ve Ayvaz, M. Ç. (2022). Effects of different ecological and phenological factors on antioxidant activity and phenolic content of Ornithogalum sigmoideum Freyn & Sint. from Turkey. Indian Journal of Experimental Biology (IJEB), 60(05), 322-330. http://op.niscpr.res.in/index.php/IJEB/article/view/62916
• Özcan, M. (2005). Trabzon hurması yetiştiriciliği. Hasad Yayınları.
• Piccin, J. S, Gomes, C. S, Feris, L. A. ve Gutterres, M. (2012). Kinetics and isotherms of leather dye adsorption by tannery solid waste. Chemical Engineering Journal, 183, 30–38. https://doi.org/10.1016/j.cej.2011.12.013
• Pu, Z. H., Zhang, Y. Q., Yin, Z. Q., Jiao, X. U., Jia, R. Y., Yang, L. U. ve Fan, Yang (2010). Antibacterial activity of 9-octadecanoic acid-hexadecanoic acid-tetrahydrofuran-3, 4-diyl ester from neem oil. Agricultural Sciences in China, 9(8), 1236-1240. https://doi.org/10.1016/S1671-2927(09)60212-1
• Rajeshkumar, S. ve Bharath, L. V. (2017). Mechanism of plant-mediated synthesis of silver nanoparticles–a review on biomolecules involved, characterisation and antibacterial activity. Chemico-biological Interactions, 273, 219-227. https://doi.org/10.1016/j.cbi.2017.06.019
• Rezaei, S. (2014). Çeşitli fungus türlerinin bazı tekstil boya atıklarının renk giderimi üzerine etkisinin araştırılması [Yayınlanmamış yükseklisans tezi]. Hacettepe Üniversitesi.
• Şahin, M. ve Gübbük, İ. H. (2019). Green synthesis of antioxidant silver and platinum nanoparticles using ginger and turmeric extracts and investigation of their catalytic activity. Journal of the Turkish Chemical Society Section A: Chemistry, 6(3), 403-410. https://doi.org/10.18596/jotcsa.497440
• Wang W, Fu S, Peng Y, Zheng X, Ratulainen EA (2018) A prediction model for grafting Reactive Red 120 on nanocellulose. BioResources, 13(4), 8814-8822. https://doi.org/10.15376/BIORES.13.4.8814-8822
• Wijngaard, H. H., Rößle, C. ve Brunton, N. (2009). A survey of Irish fruit and vegetable waste and by-products as a source of polyphenolic antioxidants. Food Chemistry, 116, 202–207. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2009.02.033
• Yacoubou, A. (2020). Benin tıbbı bitkilerinin antimikrobiyal etkili nanopartikül sentezleme yeteneklerinin araştırılması [Yayınlanmamış yükseklisans tezi]. Anadolu Üniversitesi.
• Yalçın, P. (2005). Tekstil boyalarının giderimine tarımsal atık kullanımı [Yayınlanmamış yükseklisans tezi]. İnönü Üniversitesi.
• Yaman, K. (2012). Bitkisel atıkların değerlendirilmesi ve ekonomik önemi. Kastamonu Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, 12(2), 339-348. https://dergipark.org.tr/en/pub/kastorman/issue/17233/180035
• Yıldız, E., Kaplankıran, M. ve Toplu, C. (2012). Genetik kaynaklarımızda yer alan bir meyve türü: Yeşil hurma (Diospyros oleifera Cheng). MKU Ziraat Fakültesi Dergisi, 17(1), 41-46. http://www.mku.edu.tr/files/22_dosya_1342092733.pdf#page=45
• Yıldız Akbulut, E. (2021). Farklı koşullarda kurutulan Trabzon hurması (Diospyros Kaki) ve kivinin (Actinidia deliciosa) bazı fizikokimyasal ve mikrobiyolojik kalite parametrelerinin incelenmesi [Yayınlanmamış yükseklisans tezi]. Afyon Kocatepe Üniversitesi.
• Yonemori, K., A. Sugiura ve M. Yamada (2000). Persimmon genetics and breeding. Plant Breeding Reviews, 19(6), 191-225. https://www.cabdirect.org/cabdirect/abstract/20063179622