Biological Activity Assessment of Textile Fabrics Dyed with Natural Dyes: A Case Study Using Prunus Domestica (Damson Plum) Peel

Abstract

In this study, the antimicrobial and antifungal activities of cotton textile fabrics dyed with an extract obtained from damson plum (Prunus domestica) peel, used as a natural dye source, were evaluated. Dyeing processes were carried out using both mordant and non-mordant methods, followed by biological activity tests on the dyed fabric samples. The biological effects of the extract were assessed via the disk diffusion method against opportunistic pathogenic microorganisms such as Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Enterococcus faecalis, Pseudomonas aeruginosa, and Candida albicans, Candida krusei, Saccharomyces cerevisiae. The analyses revealed that application of the extract onto textile surfaces resulted in wider inhibition zones compared to direct application. Notably, significant antimicrobial effects were observed against resistant strains such as Candida krusei and C. albicans. These findings suggest that damson plum peel extract, in addition to being an eco-friendly natural dye alternative, can also impart antimicrobial functionalities to textile materials.

Keywords

• Natural dye
• Prunus domestica
• Bioactive extract
• Textile dyeing

Project Number

1919B012322366

Doğal Boyalarla Boyanmış Tekstil Kumaşlarının Biyolojik Aktivite Değerlendirmesi: Mürdüm Eriği Kabuğu Örneği

Abstract

: Bu çalışmada, doğal boya kaynağı olarak mürdüm eriği (Prunus domestica) kabuklarından elde edilen ekstrakt ile boyanmış pamuklu tekstil kumaşlarının antimikrobiyal ve antifungal aktiviteleri değerlendirilmiştir. Boyama işlemleri hem mordanlama hem de mordansız yöntemlerle gerçekleştirilmiş, ardından elde edilen kumaş numuneleri üzerinde biyolojik aktivite testleri uygulanmıştır. Ekstraktın biyolojik etkileri Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Enterococcus faecalis, Pseudomonas aeruginosa ve Candida albicans, Candida kursei, Saccharomyces cerevisiae gibi fırsatçı patojen türleri üzerinde disk difüzyon yöntemi ile belirlenmiştir. Analizler, ekstraktın tekstil yüzeyine emdirilerek uygulanmasının, doğrudan uygulamaya kıyasla daha geniş inhibisyon zonları oluşturduğunu göstermiştir. Özellikle Candida kursei ve C. albicans gibi dirençli türlere karşı anlamlı inhibisyon etkileri gözlemlenmiştir. Sonuçlar, mürdüm eriği kabuğu ekstraktının doğal bir boya maddesi olarak sadece çevre dostu bir alternatif sunmakla kalmayıp aynı zamanda tekstil ürünlerine antimikrobiyal işlevsellik kazandırabileceğini ortaya koymaktadır.

Keywords

• Doğal boya
• Mürdüm eriği
• Biyoaktif ekstrakt
• Tekstil boyama

Supporting Institution

TÜBİTAK

Project Number

1919B012322366

Ethical Statement

Bu çalışmada, “Yükseköğretim Kurumları Bilimsel Araştırma ve Yayın Etiği Yönergesi” kapsamında uyulması gerekli tüm kurallara uyulduğunu, bahsi geçen yönergenin “Bilimsel Araştırma ve Yayın Etiğine Aykırı Eylemler” başlığı altında belirtilen eylemlerden hiçbirinin gerçekleştirilmediğini taahhüt ederiz.

Thanks

Bu çalışma, TÜBİTAK Bilim İnsanı Destek Programları Başkanlığı tarafından yürütülen, 2209-A Üniversite Öğrencileri Araştırma Projeleri Destekleme Programı kapsamında 1919B012322366 kodu ile desteklenmiştir. Yazarlar, çalışmada biyolojik aktivite testlerinin yapılmasına yardımcı olan Doç. Dr. Berna Kavakcıoğlu Yardımcı’ya (Pamukkale Üniversitesi) ve Arş. Gör. Dr. Gamze Namalır’a (Hitit Üniversitesi) teşekkür ederler

References

1. [1] Koyuncu, M. (2024). Adsorption, kinetics, and thermodynamic study of dyeing the Scutellaria Orientalis L as an eco-friendly natural colourant on cotton. Industria Textila, 75(2), 203-211. http://doi.org/10.35530/it.075.02.202310
2. [2] Ali, S., Hussain, T., & Nawaz, R. (2018). Agro-industrial waste as a sustainable source for natural dyes and functional textiles: A review. Journal of Cleaner Production, 201, 116–133. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.07.198
3. [3] Shahid, M., Shahid ul Islam, & Mohammad, F. (2019). Recent advancements in natural dye applications: A review. Journal of Cleaner Production, 241, 118–135. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.118135
4. [4] Rather, L. J., Shabbir, M., & Mohammad, F. (2016). Eco-friendly antimicrobial finishing of textiles using plant-based dyes. Industrial Crops and Products, 90, 99–106. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2016.06.023
5. [5] Haji, A. (2020). Antibacterial dyeing of cotton fabric using natural colorants. Journal of Natural Fibers, 17(9), 1303–1314. https://doi.org/10.1080/15440478.2018.1548265
6. [6] Sadeghi-Kiakhani, M., Tehrani-Bagha, A. R., & Kiumarsi, A. (2021). Antimicrobial activity of anthocyanin-based natural dyes applied on cotton fabrics. Coloration Technology, 137, 250–260. https://doi.org/10.1111/cote.12526
7. [7] Turturică, M., Stǎnilǎ, A., & Croitoru, C. (2016). Phenolic compounds from plum (Prunus domestica) peels and their antioxidant activity. Food Chemistry, 213, 366–374. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2016.06.086
8. [8] Bechtold, T. (2015). Natural dyes for textile dyeing: Principles and practice. Coloration Technology, 131, 128–138. https://doi.org/10.1111/cote.12150

9. [9] Samanta, A. K., & Agarwal, P. (2015). Application of natural dyes on textiles. Indian Journal of Fibre & Textile Research, 40, 388–401.
10. [10] Pal A. (2021). Antifungal Finishing of Fabrics with Natural Dyes from Aerial Biomass of Perilla frutescens. Int J Appl Pharm Sci Res. 6 (1), 8-14. doi: https://doi.org/10.21477/ijapsr.6.1
11. [11] Rani, J., Singh, S., Guru, R. (2023). A comprehensive review of natural dyes’ antimicrobial activity. In: Building Atmanirbhar Bharat from Farm to Fashion to Future. (pp. 225-228). National Institute of Fashion Technology, Gandhinagar.
12. [12] Kaur V, Kaur S, Verma D, Jaglan S, Sandhu M. (2024). A comprehensive review on some natural dyes used as antimicrobial agents in textiles. Home Sci J. 10(3):1703.
13. [13] Önal, A., Oruç, Ş. (2012). Gaziosmanpaşa Bilimsel Araştırma Dergisi, 1, 21-26.
14. [14] Kadıoğlu, İ., Şin, B., Kınalı, B. (2019). Turkish Journal of Weed Science, 22 (1), 7-15.
15. [15] Turturică, M., Stănciuc, N., Bahrim, G. & Răpeanu, G. (2018). Journal of Food Quality, 1598756.
16. [16] Giusti, R. E., Wrolstad, R. L. (2005). Journal of AOAC International, 88(5), 1269-1278.
17. [17] Wang H., Hussain M., Zhou W. (2017). Textile Research Journal, 87(15), 1896–1911. https://doi.org/10.1177/0040517516660887
18. [18] Li K., Li X., Li Y., Wu C. (2023). Journal of Natural Fibers, 20(1). https://doi.org/10.1080/15440478.2022.2163448
19. [19] Turturică, M., Stănciuc, N., Bahrim, G., Râpeanu, G. (2016). Journal of Food Engineering, 171, 200–207.
20. [20] Bechtold, T., Mussak, R. (2009). Chapter 18 – Natural Colorants in Textile Dyeing. In T. Bechtold & R. Mussak (Eds.), Handbook of Natural Colorants, 365–412, John Wiley & Sons Ltd.
21. [21] Wang, H., Tang, Z., Zhou, W. (2016). Coloration Technology, 132, 222-231.
22. [22] Gümüştekin, S., Önal, A., Özbek, O., & Karaman, İ. (2025). The use of mint and thyme extracts as eco–friendly natural dyes and the antimicrobial properties of dyed products. Kuwait Journal of Science, 52(1), 100316. https://doi.org/10.1016/j.kjs.2024.100316
23. [23] Kilinc, M., Canbolat, S., Merdan, N., Dayioglu, H., Akin, F. (2015). Investigation of the Color, Fastness and Antimicrobial Properties of Wool Fabrics Dyed with the Natural Dye Extracted from the Cone of Chamaecyparis Lawsoniana. Procedia- Social and Behavioral Sciences, 195, 2152–2159. https://doi.org/10.1016/j.sbspro.2015.06.281
24. [24] Seleem, D., Pardi, V., Murata, R. M. (2017). Review of flavonoids: A diverse group of natural compounds with anti-Candida albicans activity in vitro. Archives of Oral Biology, 76, 76–83. https://doi.org/10.1016/j.archoralbio.2016.08.030
25. [25] Ji, Y., Han, J., Moses, M., Wang, D., Wu, L., Xue, W., Sun, L., Xu, B., Chen, C., Xiang, Y., Huang, X. (2024). The antimicrobial property of JY-1, a complex mixture of traditional Chinese medicine, is linked to its abilities to suppress biofilm formation and disrupt membrane permeability. Microbial Pathogenesis, 189, 106573. https://doi.org/10.1016/j.micpath.2024.106573