Antimicrobial Effects of Certain Naturally Growing Weeds in the Yüksekova Basin

Year 2025, Volume: 12 Issue: 1, 26 - 35, 28.03.2025

Mesut Sırrı , Bülent Hallaç , Mehmet Fidan

https://doi.org/10.19159/tutad.1609676

Abstract

This study aims to evaluate the antimicrobial activities of ethanol extracts obtained from three plant taxa naturally growing in the Yüksekova Basin: Pimpinella anthriscoides var. anthriscoides Boiss. (Apiaceae), Heracleum persicum Desf. (Apiaceae), and Teucrium polium L. (Lamiaceae). The antimicrobial potential of these extracts was assessed against foodborne pathogens and spoilage-related bacterial strains (Bacillus cereus ATCC 10876, Escherichia coli ATCC 25922, and Staphylococcus aureus ATCC 25923) and clinically significant fungal strains (Candida albicans ATCC 10231 and Saccharomyces cerevisiae ATCC 9763). The aerial and underground parts of the plants were collected during the 2022 vegetation season, and their extracts were prepared using ethanol as the solvent. Antimicrobial activity was determined by measuring the inhibition zones, which ranged from 6 to 21 mm. Among the tested extracts, Pimpinella anthriscoides root-ethanol extract (10-21 mm) and Heracleum persicum seed-ethanol extract (15-21 mm) exhibited the strongest antimicrobial effects. The highest antibacterial activity was observed against Escherichia coli (20-21 mm) and Bacillus cereus (18-21 mm), while the most potent antifungal effect was recorded against Candida albicans (11-19 mm). The findings also revealed that antimicrobial activity varied not only between different species but also among different parts of the same plant species. In conclusion, ethanol extracts from the studied plant species demonstrated promising antibacterial and antifungal properties, suggesting their potential use as natural antimicrobial agents.

Keywords

Antibacterial, Antifungal, Heracleum persicum, Pimpinella anthriscoides, Teucrium polium, Weed

Yüksekova Havzası’nda Doğal Olarak Yetişen Bazı Yabancı Otların Antimikrobiyal Aktivitelerinin Belirlenmesi

Abstract

Bu çalışma, Yüksekova Havzası'nda doğal olarak yetişen üç bitki taksonunun [Pimpinella anthriscoides var. anthriscoides Boiss. (Apiaceae), Heracleum persicum Desf. (Apiaceae) ve Teucrium polium L. (Lamiaceae)] etanol ekstraktlarının antimikrobiyal aktivitelerini değerlendirmeyi amaçlamaktadır. Bu ekstraktların, gıda kaynaklı patojenler ve bozulmaya neden olan bakteriyel suşlar (Bacillus cereus ATCC 10876, Escherichia coli ATCC 25922 ve Staphylococcus aureus ATCC 25923) ile klinik açıdan önemli fungal suşlar (Candida albicans ATCC 10231 ve Saccharomyces cerevisiae ATCC 9763) üzerindeki antimikrobiyal potansiyeli incelenmiştir. Bitkilerin toprak üstü ve toprak altı kısımları 2022 yılı vejetasyon döneminde toplanmış ve çözücü olarak etanol kullanılarak ekstraktlar hazırlanmıştır. Antimikrobiyal aktivite, 6 ila 21 mm arasında değişen inhibisyon zonlarında ölçülerek belirlenmiştir. Test edilen ekstraktlar arasında, en güçlü antimikrobiyal etkiyi Pimpinella anthriscoides kök-etanol ekstraktı (10-21 mm) ve Heracleum persicum tohum-etanol ekstraktı (15-21 mm) göstermiştir. Ekstraktların en yüksek antibakteriyel etkisinin Escherichia coli (20-21 mm) ve Bacillus cereus (18-21 mm) suşlarına karşı olduğu belirlenirken, en güçlü antifungal etkinin Candida albicans (11-19 mm) üzerinde olduğu tespit edilmiştir. Bulgular, antimikrobiyal etkinin yalnızca farklı türler arasında değil, aynı türün farklı bitki kısımları arasında da değişkenlik gösterdiğini ortaya koymuştur. Sonuç olarak, incelenen bitki türlerinden elde edilen etanol ekstraktlarının güçlü antibakteriyel ve antifungal özellikler sergilediği görülmüş olup, bu bitkilerin doğal antimikrobiyal ajanlar olarak kullanılma potansiyeline sahip olduğu düşünülmektedir.

Keywords

Antibakteriyel, Antifungal, Heracleum persicum, Pimpinella anthriscoides, Teucrium polium, Yabancı ot

References

• Açıkgöz, N., Açıkgöz, N., 2001. Tarımsal araştırmaların istatistiki değerlendirilmesinde yapılan bazı hatalar: I. Tek faktörlü denemeler. Anadolu, 11(1): 135-147.
• AlBalawi, A.N., Elmetwalli, A., Baraka, D.M., Alnagar, H.A., Alamri, E.S., Hassan, M.G., 2023. Chemical constituents, antioxidant potential, and antimicrobial efficacy of Pimpinella anisum extracts against multidrug-resistant bacteria. Microorganisms, 11(4): 1024.
• Arslan, D., Aydın, M., Türker, S., 2021. Tıbbi ve aromatik bitkilerin ekstraksiyon yöntemleri, gıdalarda kullanımı ve takviye edici gıda alanında değerlendirilmesi. Türk Tarım - Gıda Bilim ve Teknoloji Dergisi, 9(5): 926-936.
• Arslan, N., 2014. Endemik tıbbi bitkiler. II. Tıbbi ve Aromatik Bitkiler Sempozyumu, Çağrılı Bildiri, 23-25 Eylül, Yalova, s. 9-21.
• Baser, K.H.C., Tabanca, N., Kirimer, N., Bedir, E., Khan, I.A., Wedge, D.E., 2007. Recent advances in the chemistry and biological activities of the Pimpinella species of Turkey. Pure and Applied Chemistry, 79(4): 539-556.
• Baytop, T., 1999. Türkiye’de Bitkiler ile Tedavi Geçmişte ve Bugün. II. Baskı, Nobel Tıp Kitabevi, İstanbul.
• Ben Othman, M., Bel Hadj Salah-Fatnassi, K., Ncibi, S., Elaissi, A., Zourgui, L., 2017. Antimicrobial activity of essential oil and aqueous and ethanol extracts of Teucrium polium L. subsp. gabesianum (L.H.) from Tunisia. Physiology and Molecular Biology of Plants, 23(3): 723-729.
• Bettaieb Rebey, I., Bourgou, S., Aidi Wannes, W., Hamrouni Selami, I., Saidani Tounsi, M., Marzouk, B., Fauconnier, M.L., Ksouri, R., 2018. Comparative assessment of phytochemical profiles and antioxidant properties of Tunisian and Egyptian anise (Pimpinella anisum L.) seeds. Plant Biosystems-An International Journal Dealing with all Aspects of Plant Biology, 152(5): 971-978.
• Budak, E., Yiğit, Ş., Aşkin, A.K., Akça, İ., Saruhan, İ., 2022. Bazı uçucu yağların Macrosiphum rosae (L.) (Hemitera: Aphididae)’ya insektisidal etkilerinin belirlenmesi. Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi, 19(1): 101-107.
• Cemeroğlu, B.S., 2013. Gıda Analizleri. 3. Baskı, Bizim Grup Basımevi, Ankara.
• Darabpour, E., Motamedi, H., Seyyed Nejad, S.M., 2010. Antimicrobial properties of Teucrium polium against some clinical pathogens. Asian Pacific Journal of Tropical Medicine, 3(2): 124-127.
• Dehghan Noudeh, G., Sharififar, F., Noodeh, A.D., Moshafi, M.H., Afzadi, M., Behravan, E., Aref, M., Sakhtianchi, R., 2010. Antitumor and antibacterial activity of four fractions from Heracleum persicum Desf. and Cinnamomum zeylanicum Blume. Journal of Medicinal Plants Research, 4(21): 2176-2180.
• Diker, O., Türker, N., Kaya, F.B., 2017. Eskişehir’in etnobotanik çeşitliliğinin eko-gastronomi faaliyetleri çerçevesinde incelenmesi. Karabük Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 3(Özel Sayı): 51-58.
• Djabou, N., Lorenzi, V., Guinoiseau, E., Andreani, S., Giuliani, M.C., Desjobert, J.M., Bolla, J.M., Berti, L., Luciani, A., Muselli, A., 2013. Phytochemical composition of Corsican teucrium essential oils and antibacterial activity against foodborne or toxi-infectious pathogens. Food Control, 30(1): 354-363.
• Erdoğan, A.E., Everest, A., 2013. Antimikrobiyal ajan olarak bitki bileşenleri. Türk Bilimsel Derlemeler Dergisi, 6(2): 27-32.
• Ghavam, M., 2023. Heracleum persicum Desf. ex Fisch., CA Mey. & Avé-Lall. fruit essential oil: Content, antimicrobial activity and cytotoxicity against ovarian cancer cell line. BMC Complementary Medicine and Therapies, 23(1): 87.
• González-Lamothe, R., Mitchell, G., Gattuso, M., Diarra, M.S., Malouin, F., Bouarab, K., 2009. Plant antimicrobial agents and their effects on plant and human pathogens. International Journal of Molecular Sciences, 10(8): 3400-3419.
• Habbal, O., Hasson, S.S., El-Hag, A.H., Al-Mahrooqi, Z., Al-Hashmi, N., Al-Bimani, Z., Al-Balushi, M.S., Al-Jabri, A.A., 2011. Antibacterial activity of Lawsonia inermis Linn (Henna) against Pseudomonas aeruginosa. Asian Pacific Journal of Tropical Biomedicine, 1(3): 173-176.
• Hacıoğlu, S., 2006. Bazı Heracleum L. (Umbelliferae) taksonlarında uçucu yağların antimikrobiyal aktivitelerinin incelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Kırıkkale Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Kırıkkale.
• Hallac, B., Kilincceker, O., 2024. Determination of antibacterial effects of peel powders obtained from zivzik pomegranate grown in southeast Türkiye against some pathogenic bacteria. Carpathian Journal of Food Science & Technology, 16(2): 150-159.
• Hallaç, B., Kılınççeker, O., 2023. Deve dikeni (Silybum marianum) tohumu ununun tavuk köfte üretiminde kullanım olanakları. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 27(2): 207-212.
• Hallaç, B., Kılınççeker, O., Acar, Z., 2022. Siirt’te yetişen zivzik narlarından (Punica granatum L.) elde edilen kabukların bazı gıda patojenlerine karşı antimikrobiyal etkilerinin belirlenmesi. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 27(3): 695-703.
• Hallaç, B., Sancak, H., 2021. The effect of zivzik pomegranate juice on the physico-chemical and sensorial properties of kefir produced by conventional method. Bitlis Eren Universitesi Journal of Science, 10(1): 16-23.
• Janssen, A.M., Chin, N.L.J., Scheffer, J.J.C., Svendsen, A.B., 1986. Screening for antimicrobial activity of some essential oils by the agar overlay technique: Statistics and correlations. Pharm Weekbl Science, 8(6): 289-292.
• Javadian, F., Saeidi, S., Jahani, S., 2016. Antimicrobial activity of Peganum harmala and Heracleum persicum against acinetobacter baumannii. International Journal of Infection, 3(1): e33554.
• Karabüyük, F., Aysan, Y., 2019. Bazı bitki ekstraktlarının Pseudomonas syringae pv. tomato’nun neden olduğu domates bakteriyel benek hastalığına antibakteriyel etkisi. Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi, 16(2): 231-243.
• Khaled-Khodja, N., Boulekbache-Makhlouf, L., Madani, K., 2014. Phytochemical screening of antioxidant and antibacterial activities of methanolic extracts of some Lamiaceae. Industrial Crops and Products, 61: 41-48.
• Kırbağ, S., Zengin, F., 2006. Elazığ yöresindeki bazı tıbbi bitkilerin antimikrobiyal aktiviteleri. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Bilimleri Dergisi, 16(2): 77-80.
• Kousha, A., Ringø, E., 2015. Antibacterial effect of aquatic extract of Heracleum spp. hogweed plants from Europe on thirteen different bacteria. Pharmaceutical Chemistry Journal, 48: 675-678.
• Merijanian, A., Colasurdo, T., Samtak, P., Ullrich, J., Spagnuolo, J., 1980. The furanocoumarins of Heracleum persicum L. Revista Latinoamericana de Química, 11(2): 51-53.
• Mostaghim, T., Afshar, A., Mohammadpourfard, I., Sayadi, M., Rezaei, M., 2017. Antibacterial properties of essential oil of Heracleum persicum (Golpar) and foodborne pathogens. International Journal of Enteric Pathogens, 5(2): 41-44.
• Mushatq, S., Haider, M.S., Ali, A., Javed, S., Khokhar, I., Mukhtar, I., 2012. In vitro comparative screening of antibacterial and antifungal activities of some common weeds extracts. Pakistan Journal of Weed Science Research, 18(1): 15-25.
• Naeini, A., Naseri, M., Kamalinejad, M., Khoshzaban, F., Rajabian, T., Nami, H., Mansori, S., Zavieh, D., 2011. Study on anti-candida effects of essential oil and extracts of Iranian medicinal plants, in vitro. Journal of Medicinal Plants, 10(38): 163-172.
• Nejad, B.S., Rajabi, M., Mamoudabadi, A.Z., Zarrin, M., 2014. In vitro anti-candida activity of the hydroalcoholic extracts of Heracleum persicum fruit against phatogenic candida species. Jundishapur Journal of Microbiology, 7(1): e8703.
• Nohutçu, L., Tunçtürk, M., Tunçtürk, R., 2019. Yabani bitkiler ve sürdürülebilirlik. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 24(2): 142-151.
• Onbaşlı, D., Dal, A., 2020. Türk farmakopesindeki tıbbi bitkilerinin incelenmesi. Erciyes Üniversitesi Sağlık Bilimleri Fakültesi Dergisi, 7(1): 22-36.
• Önen, H., 2003. Bazı bitkisel uçucu yağların biyoherbisidal etkileri, Türkiye Herboloji Dergisi, 6(1): 39-47.
• Özen, F., Çoşkun, F., 2014. Bitkisel ekstrakt kullanımının Tekirdağ köftesinin mikrobiyolojik ve duyusal özellikleri üzerine etkisi. Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi, 11(3): 100-109.
• Özer, Z., Tursun, N., Önen, H., 2002. Yabancı Otlarla Sağlıklı Yaşam. 4 Renk Yayın Tanıtım Matbaacılık Ltd. Şti., No: 85/7, İskitler-Ankara.
• Özyazıcı, G., Uçar, E., Eruygur, N., 2023. Effects of 80% ethanol extract on biological activitie coriander (Coriandrum sativum L.) plant. EU 3rd International Conference on Health, Engineering and Applied Sciences, 17-19 November, pp. 247-252.
• Pirbaloutl, A.G., 2009. Medicinal plants used in Chaharmahal and Bakhtyari districts of Iran. Herba Polonica, 55(2): 69-77.
• Ponce, A.G., Fritz, R., Del Valle, C., Roura, S.I., 2003. Antimicrobial activity of essential oils on the native microflora of organic Swiss chard. LWT-Food Science and Technology, 36(7): 679-684.
• Shokri, H., Sharifzadeh, A., Tamai, A., 2012. Anti-Candida zeylanoides activity of some Iranian plants used in traditional medicine. Journal de Mycologie Médicale, 22(3): 211-216.
• Sırrı, M., Hallaç, B., Fidan, M., 2024. Epilobium hirsutum L. türünün antibakteriyel ve antifungal özelliklerinin belirlenmesi. Doğu Fen Bilimleri Dergisi, 7(1): 51-61.
• Sırrı, M., Özaslan, C., Fidan, M., 2021. Eruh (Siirt) ilçesinde gıda ve halk tababetinde kullanılan bazı doğal ve yabancı otlar. MAS Uygulamalı Bilimler Dergisi, 6(Özel Sayı): 1118-1129.
• Sırrı, M., Sırrı, G., 2020. Hakkâri ilinde gıda olarak tüketilen yabani bitki ve yabancı ot türlerinin güncel durumu. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 19: 393-409.
• Tegin, İ., Hallaç, B., Sabancı, N., Sadik, B., Fidan, M., Yabalak, E., 2023. A broad assessment of Eremurus spectabilis M. Bieb: Chemical and elemental composition, total phenolic and antimicrobial activity analysis, and quantum chemical calculations of radical scavenging potential. International Journal of Environmental Health Research, 34(4): 2124-2139.
• Temiz, A., 2010. Antimikrobiyal Maddelere Duyarlılık: Genel Mikrobiyoloji Uygulama Teknikleri. 5. Baskı, Hatiboğlu Yayınevi, Ankara.
• Temiz, A., 2015. Gıdalarda mikrobiyal gelişmeyi etkileyen faktörler, A. Ünlütürk ve F. Turantaş (Editörler), Gıda Mikrobiyolojisi, 4. Baskı, Meta Basım Matbaacılık Hizmetleri, İzmir, s. 53-82.
• Trifan, A., Bostănaru, A.C., Luca, S.V., Grădinaru, A.C., Jităreanu, A., Aprotosoaie, A.C., Miron, A., Cioancă, O., Hăncianu, M., Ochiuz, L., 2020. Antifungal potential of Pimpinella anisum, Carum carvi and Coriandrum sativum extracts. A comparative study with focus on the phenolic composition. Farmacia, 68(1): 22-27.
• Umarusman, M.A., Aysan, Y., Özgüven, M., 2019. Farklı bitki ekstraktlarının bezelye bakteriyel yaprak yanıklığına (Pseudomonas syringae pv. pisi) antibakteriyel etkilerinin araştırılması. Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi, 16(3): 297-314.
• Yılar, M., Bayar, Y., Onaran, A., 2019. Bazı bitki patojeni funguslara karşı Humulus lupulus L. bitki ekstraktının antifungal aktivitesi. II. Uluslararası Tarım Kongresi, 21-24 Kasım, Ankara, s. 113-118.
• Zengin, G., Sinan, K.I., Ak, G., Mahomoodally, M.F., Paksoy, M.Y., Picot-Allain, C., Glamocilja, J., Sokovic, M., Jeko, J., Cziaky, Z., Rodrigues, M.J., Pereira, C.G., Custodio, L., 2020. Chemical profile, antioxidant, antimicrobial, enzyme inhibitory, and cytotoxicity of seven Apiaceae species from Turkey: A comparative study. Industrial Crops and Products, 153: 112572.