The determination of antimicrobial effects of some spices plants of lamiaceae

Abstract

This present research was performed to determine the antimicrobial effect of essential oils produced by the hydro-distillation method of Origanum vulgare, Salvia officinalis, Rosmarinus officinalis and Mentha piperita on Bacillus cereus ATCC 14579, Escherichia coli ATCC 25922, Salmonella typhimurium ATCC 14028, Staphylococcus aureus ATCC 25923. Antimicrobial effect was achieved by means of the microdilution method. It was determined that the most sensitive bacteria against essential oils was Escherichia coli ATCC 25922 and the most resistant bacteria Salmonella typhimurium ATCC 14028. It was found that the antimicrobial effect reduced as the essential oil concentration reduced. The most effective essential oil was O. vulgare, and it showed the highest overall antimicrobial effect. Besides O. vulgare, essential oils from R. officinalis and M. piperita were the second most effective, followed by the essential oil of S. officinalis, respectively.

Keywords

• Lamiaceae
• Essential oils
• Bacteria
• Microdilution
• Antimicrobial activity

Lamiaceae Familyasına Mensup Bazı Baharat Bitkilerinin Antimikrobiyal Etkilerinin Belirlenmesi

Abstract

Bu çalışma hidrodistilasyon yöntemi kullanılarak elde edilmiş olan Origanum vulgare, Salvia officinalis, Rosmarinus officinalis ve Mentha piperita bitkilerinin uçucu yağlarının Bacillus cereus ATCC 14579, Escherichia coli ATCC 25922, Salmonella typhimurium ATCC 14028, Staphylococcus aureus ATCC 25923 mikroorganizmaları üzerindeki antimikrobiyal etkilerinin belirlenmesi amacıyla yapılmıştır. Antimikrobiyal etki mikrodilüsyon yöntemi kullanılarak tespit edilmiştir. Uçucu yağlara karşı en hassas bakterinin Escherichia coli ATCC 25922, en dirençli bakterinin ise Salmonella typhimurium ATCC 14028 olduğu tespit edilmiştir. Uçucu yağ konsantrasyonu düştükçe antimikrobiyal etkinin azaldığı da gözlemlenmiştir. En etkili uçucu yağın Origanum vulgare’ye ait olduğu ve yüksek antimikrobiyal etki gösterdiği belirlenmiştir. Rosmarinus officinalis ve Mentha piperita’nın Origanum vulgare’den sonra en etkili uçucu yağlar olduğu, bunu Salvia officinalis uçucu yağının izlediği tespit edilmiştir.

Keywords

• Lamiaceae
• Uçucu yağlar
• Bakteriler
• Mikrodilüsyon
• Antimikrobiyal etki.

References

1. Akgül A (1993). Baharat Bilimi ve Teknolojisi. Gıda Teknolojisi Derneği Yay. Ankara.
2. Aydın G (2019). “Soğuk Pres Yöntemiyle Elde Edilen Eterik Yağların Biyokimyasal ve Antimikrobiyal Özellikleri” Ordu Üniversitesi. Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, Ordu.
3. Barker AV (2019). Natural Products from Plants, Second Edition, vol. 43, no. 2.
4. Baytop T (1983). Farmakognozi П. Đst. Üniv. Ecz. Fak. Yay. 35.
5. Burt S (2004). Essential oils: their antibacterial properties and potential applications in foods—a review. Int J Food Microbiol. 94:223–53.
6. Cerit LS (2008). “Bazı baharat uçucu yağlarının antimikrobiyal özellikleri” Pamukkale Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, Denizli.
7. Ellialtıoğlu Ş, Sevenger S, Sezik E (2007). “Şanlıurfa‟da Nane tarımının geliştirilmesi üzerinde çalışmalar”. GAP GİDEM Bilgilendirme Toplantısı, Şanlıurfa, Türkiye, 8-9 Nisan.
8. Elyemni M, Ouadrhiri FE, Lahkimi A, Elkamli T, Bouia A, Eloutassi N (2022). Chemical Composition and Antimicrobial Activity of Essential Oil of Wild and Cultivated Rosmarinus officinalis from Two Moroccan Localities. Journal of Ecological Engineering, 23(3), 214–222.

9. Farag RS, Daw ZY, Hewedı FM, El-baroty, GSA (2016). “Antimicrobial Activity of Some Egyptian Spice Essential Oils,” J. Food Prot. vol. 52, no. 9, pp. 665–667.
10. Fisher K, Phillips C (2008). “Potential antimicrobial uses of essential oils year sin food: is citrus the answer?” Trends Food Sci Technol. 19(3): 156-164.
11. Geetha V, Chakravarthula SN (2018). Chemical composition and anti-inflammatory activity of Boswellia ovalifoliolata essential oils from leaf and bark. J For Res. 29:373–81.
12. Guenther E (1948). The Production of Essential Oils Methods of Distillation, Enfleurage, Maceration and Extraction with Volatile Solvents in the Essential oils, Vol 1, Edited by E. Guenther, Robert E. Krieger Publishing Co. Huntington, New York. 85-256.
13. Gyawali R, Ibrahim SA (2012). Impact of plant derivatives on the growth of foodborne pathogens and the functionality of probiotics. Appl Microbiol Biotechnol. 95(1): 29-45.
14. Gyawali R, Ibrahim SA. (2014). Natural products as antimicrobial agents. Food Control. 46: 412-429.
15. Hayek SA, Gyawali R, Ibrahim SA (2013). Antimicrobial Natural Products. FormatexInfo. 910-921.
16. İlkimen H, Gülbandılar A (2018). Lavanta, Ada Çayı, Kekik ve Papatya Ekstrelerinin Antimikrobiyal Etkilerinin Araştırılması. Türk Mikrobiyol Cem Derg 48(4):241-246.
17. Khan M, Khan ST, Khan M, Mousa AA, Mahmood A, Alkhathlan HZ (2019). Chemical diversity in leaf and stem essential oils of Origanum vulgare L. and their efects on microbicidal activities. AMB Expr 9, 176.
18. Koneman EW, Allen SD, Janda WM, Schreckenberger PC, Winn WC (1997). Color Atlas and Textbook of Diagnostic Microbiology. Lippincott-Raven Publ. Philadelphia, pp.785-856.
19. Kumar P, Mishra S, Malik A, Satya S (2011). Insecticidal properties of Mentha species: a review. Ind Crops Prod. 34(1):802-17.
20. Lai PK, Roy J (2004). Antimicrobial and chemopreventive properties of herbs and spices. Curr Med Chem. 11: 1451-1460.
21. Man A, Santacroce L, Iacob R, Mare A, Man L (2019). Antimicrobial Activity of Six Essential Oils Against a Group of Human Pathogens: A Comparative Study. Pathogens, 8, 15.
22. Maregesi SM, Pieters L, Ngassapa OD, Apers S, Vin-gerhoets R, Cos P, Berghe DA, Vlietinck AJ (2008). Screening of Some Tanzanian Medicinal Plants from Bunda District for Antibacterial, Antifungal and Antiviral Activities. J. Ethnopharmacol, 119:58-66.
23. Milad M (2018). “Kastamonu’da Kültüre Edilen Bilyalı Kekik (Origanum onites L.) ve Tıbbi Adaçayı’nın (Salvia officinalis L.) Antimikrobiyal Aktivitesinin İncelenmesi. Kastamonu Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü. Doktora tezi, Kastamonu.
24. Njume C, Afolayan AJ, Ndip RN (2009). An overview of antimicrobial resistance and the future of medicinal plants in the treatment of Helicobacter pylori Infections. Afr. J. Pharm. Pharmacol. 3:685-699.
25. Nostro A, Germanò MP, D’angelo V, Marino A, Cannatelli MA (2000). Extraction methods and bioautography for evaluation of medicinal plant antimicrobial activity. Lett Appl Microbiol. 30(5): 379-384.
26. Özen F (2008). “Bitkisel Ekstrakt Kullanımının Tekirdağ Köftesinin Mikrobiyolojik ve Duyusal Özelliklerine Etkisi”. Namık Kemal Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, Tekirdağ.
27. Paulus D, Luchesi LA, Busso C, Frata MT, Barbosa de Oliveira PJ (2020). Chemical Composition, Antimicrobial and Antioxidant Activities of Essential Oils of Four Species of the Lamiaceae Family. European Journal of Medicinal Plants. 31(10): 129-140.
28. Pereira MMA, Morais LC, Zeneratto NJ, Reis WSM, Gómez OC, Luiz JHH (2020). Organic management vs. conventional management influence the antimicrobial activity of essential oils of Origanum vulgare L. Research, Society and Development, [S. l.], v. 9, n. 11, p. e4239118504.
29. Rota MC, Herrera A, Martinez RM, Sotomayor JA, Jordán MJ (2018). Antimicrobial activity and chemical composition of Thymus vulgaris, Thymus zygis and Thymus hyemalis essential oils. Food Control. 19:681–687.
30. Sainz P, Andrés MF, Martínez-Díaz RA, Bailén M, Navarro-Rocha J, Díaz CE, González-Coloma A (2019). Chemical Composition and Biological Activities of Artemisia pedemontana subsp. assoana essential oils and hydrolate. Biomolecules. pp.9.
31. Sayın AÜ (2019). “Bazı Bitki Uçucu Yağlarının Antibakteriyel Etkilerinin İncelenmesi,” Nevşehir Hacı Bektaşi Veli Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Nevşehir.
32. Sekar S, Kandavel D (2010). Interaction of plant growth promoting rhizobacteria (pgpr) and endophytes with medicinal plants-New Avenues for Phytochemicals.J. Phytology, 2:91-100.
33. Şengezer E, Güngör T (2008). Esansiyel yağlar ve hayvanlar üzerindeki etkileri. Lalahan Hay.Araşt.Ent. Derg.48(2) 101-110.
34. Tajkarimi MM, Ibrahim SA, Cliver DO (2010). Antimicrobial herb and spice compounds in food. Food Control. 21(9): 1199-1218.
35. Tekin SB (2013). “Bazı Origanum Türleri ve Biyoaktif Bileşenlerinin Fonksiyonel Özelliklerinin İncelenmesi” Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Ankara.
36. Tiwari BK, Valdramidis VP, O'Donnell, CP, Muthukumarappan K, Bourke P, Cullen P (2009). Application of natural antimicrobials for food preservation. J Agric Food Chem. 57(14): 5987-6000.
37. Toroğlu S, Çenet M (2006). Tedavi amaçlı kullanılan bazı bitkilerin kullanım alanları ve antimikrobiyal aktivitelerinin belirlenmesi için kullanılan metodlar. KSÜ Fen ve Mühendislik Dergisi. 9(2):12-20.
38. Tural S, Turhan S (2017). Antimicrobial and Antioxidant Properties of Thyme (Thymus vulgaris L.), Rosemary (Rosmarinus officinalis L.) and Laurel (Lauris nobilis L.) Essential Oils and Their Mixtures. Gıda the Journal of Food. 42 (5): 588-596.
39. Turhan D (2015). “Bazı Esansiyel Yağların Staphylococcus aureus ve Escherichia coli Üzerine Antimikrobiyal Etkisinin Araştırılması,” İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul.
40. Uçar E, Köse EO, 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.
41. Zuzarte M, Salgueiro L (2015). Essential oils chemistry. In de Sousa DP, editor. Bioactive essential oils and cancer. Switzerland: Springer International Publishing. p. 19–28.