Determination of Biological Activity of Herniaria glabra L. Plant

Abstract

In this study, it was aimed to elucidate the biological characteristics of Herniaria glabra L. plant, including determination of antibacterial, antioxidant and phenolic compounds. For this purpose, firstly, plant extracts were obtained by using acetone, ethanol and hexane solvents, respectively. The obtained extracts were tested for antibacterial activity with agar well diffusion assay against Enterobacter cloaceae ATCC 13047, Enterococcus faecalis ATCC 29212, Salmonella typhimirium ATCC 14028, Staphylococcus epidermidis ATCC 12228, Proteus vulgaris ATCC 29905, Yersinia pseudotuberculosis ATCC 911, Staphylococcus aureus ATCC 25923, Pseudomanas aeruginosa ATCC 27853, Klebsiella pneumoniae ATCC 13883, Bacillus subtilis ATCC 6633, Escherichia coli ATCC 35218 and Listeria monocytogenes ATCC 7644 strains. The antioxidant activities of extracts were determined by DPPH (2,2-Diphenyl-1-picrilhydrazil) free radical removal method and total phenolic component analysis was conducted according to Folin-Ciocalteu method. As a result of these studies, it was determined that the acetone extract obtained with the highest yield (2.4476%) had the highest phenolic content (6.25 ± 0.0012 µg/ml). It was also observed that DPPH radical scavenging activity (IC50; 20.5610 µg/ml) of acetone extract was higher than that of ethanol and hexane extracts. It was determined that ethanol, hexane and acetone extracts had high inhibitory activity against K. pneumoniae bacteria, but no inhibition activity against other indicator bacteria.

Keywords

• Antibacterial activity
• Antioxidant activity
• Extraction
• Herniaria glabra
• Phenolic component.

Herniaria glabra L. Bitkisinin Biyolojik Aktivitesinin Belirlenmesi

Öz

Bu çalışmada, Herniaria glabra L. bitkisinin antibakteriyal, antioksidan ve fenolik bileşik tayinini kapsayan biyolojik karakteristiklerinin aydınlatılması hedeflenmiştir. Bu amaç doğrultusunda ilk olarak sırasıyla, aseton, etanol ve hekzan çözücüleri kullanılarak bitki ekstraktları elde edilmiştir. Elde edilen bitki ekstraklarının Enterobacter cloaceae ATCC 13047, Enterococcus faecalis ATCC 29212, Salmonella typhimirium ATCC 14028, Staphylococcus epidermidis ATCC 12228, Proteus vulgaris ATCC 29905, Yersinia pseudotuberculosis ATCC 911, Staphylococcus aureus ATCC 25923, Pseudomanas aeruginosa ATCC 27853, Klebsiella pneumoniae ATCC 13883, Bacillus subtilis ATCC 6633, Escherichia coli ATCC 35218 ve Listeria monocytogenes ATCC 7644 bakterilerine karşı agar kuyu difüzyon metodu ile antibakteriyal aktiviteleri test edilmiştir. Antioksidan aktivite analizi DPPH (2,2-Difenil-1-pikrilhidrazil) serbest radikal giderme yöntemi ile tanımlanmış ve toplam fenolik bileşen analizi Folin-Ciocalteu metoduna göre gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmaların sonucunda, en yüksek verimle (% 2.4476) elde edilen aseton ekstraktının en yüksek fenolik içeriğe (6.25 ± 0,0012 µg/ml) sahip olduğu belirlenmiştir. Yine aseton ekstraktının DPPH radikal süpürücü aktivitesinin (IC50; 20.5610 µg/ml) etanol ve hekzan ekstratlarından yüksek olduğu gözlenmiştir. Etanol, hekzan ve aseton ekstraklarının K. pneumoniae bakterisine karşı yüksek inhibisyon aktivitesine sahip olduğu ancak diğer indikatör bakterilere karşı inhibisyon aktivitesinin olmadığı belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Antibakteriyal aktivite
• Antioksidan aktivite
• Ekstraksiyon
• Fenolik bileşen
• Herniaria glabra.

Kaynakça

1. Abad, C. L., Kumar, A. & Safdar, N. (2011). Antimicrobial therapy of sepsis and septic shock–when are two drugs better than one?. Critical Care Clinics, 27, 1-27.
2. Ağaoğlu, S., Dostbil, N. & Alemdar, S. (2005). The antibacterial efficiency of some herbs used in herby cheese. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Veterinerlik Fakültesi Dergisi, 16, 39-41.
3. Al-Snafi, A. E. (2018). Pharmacological ımportance of Herniaria glabra and Herniaria hirsuta. Indo American Journal of Pharmaceutical Sciences, 5, 2167-2175.
4. Andrade, B. F. M. T., Barbosa, L. N., Probst I. S. & Junior, A. F. (2014). Antimicrobial activity of essential oils. Journal of Essential Oil Research, 26, 34-40.
5. Ardağ, A. (2008). Antioksidan kapasite tayin yöntemlerinin analitik açıdan karşılaştırılması. Yüksek lisans tezi, Analitik Anabilim Dalı, Fen Bilimler Enstitüsü, Adnan Menderes Üniversitesi, Aydın.
6. Başer, K. H. C. (2002). Fonksiyonel Gıdalar ve Nutrasötikler. 14. Bitkisel İlaç Hammaddeleri Toplantısı Bildiriler.
7. Bayram, E., Kırıcı, S., Tansı, S., Yılmaz, G., Arabacı, O., Kızıl, S. & Telci, İ. (2010). Tıbbi ve aromatik bitkiler üretiminin arttırılması olanakları. TMMOB, Ziraat Mühendisleri Odası 7. Teknik Kongresi, Ankara.
8. Bayramoğlu, M. M. & Toksoy, D. (2008). Aktarlar ve tıbbi bitki ticareti üzerine bir araştırma (Doğu Karadeniz Bölgesi örneği). Orman Mühendisliği Dergisi, 4, 34-39.

9. Berber, İ., Avşar, C., Çine, N., Bozkurt, N. & Elmas, E. (2013). Sinop’da yetişen bazı bitkilerin metanolik ekstraklarının antibakteriyel ve antifungal aktivitelerinin belirlenmesi. Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi, 3, 10-16.
10. Birman, H. (2012). Bitkisel flavonoid bileşiklerinin biyoaktiviteleri ve muhtemel etki mekanizmaları. İstanbul Üniversitesi Tıp Fakültesi Dergisi, 75, 46-49.
11. Bukharov, V. G. & Shcherbak, S. P. (1970). Triterpene glycosides of Herniaria glabra I. Chemistry of Natural Compounds, 6, 308-311.
12. Cohen, M. L. & Tauxe, R. V. (1986). Drug-resistant Salmonella in the United States: an epidemiological perspective. Science, 234, 964-969.
13. Crescenti, A., Puiggròs, F., Colomé, A., Poch, J. A., Caimari, A., Bas, J., Boqué N. & Arola, L. (2015). Antiurolithiasic effect of a plant mixture of Herniaria glabra, Agropyron repens, Equisetum arvense and Sambucus nigra [Herbensurina®] in the prevention of experimentally induced nephrolithiasis in rats. Archivos Españoles de Urología, 68, 739-749.
14. Çoban, Ö. E. & Patır, B. (2010). Antioksidan Etkili Bazı Bitki ve Baharatların Gıdalarda Kullanımı. Gıda Teknolojileri Elektronik Dergisi, 5, 7-19.
15. Deveci, H. A. Nur, G. Kırpık, M. A. Harmankaya A.& Yıldız, Y. (2016). Fenolik Bileşik İçeren Bitkisel Antioksidanlar. Kafkas Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 9, 26-32.
16. Dorman, H. J. D. & Deans, S. G. (2000). Antimicrobial agents from plants: antibacterial activity of plant volatile oils. Journal of Applied Microbiology, 88, 308-316.
17. El Mabrouki, H., Kaukhova, I. Y., Sorokin, V. V. & Minina, S. A. (2014). The development technique of quantitative definition saponnins in the grass Herniaria glabra L. Belgogrod State University Scientific Bulletin: Medicine, Pharmacy, 28(24); 235-238.
18. Erdoğan, A. E. & Everest, A. (2013). Antimikrobiyal ajan olarak bitki bileşenleri. Türk Bilimsel Derlemeler Dergisi, 6, 27-32.
19. Faydaoğlu, E. & Sürücüoğlu, M. S. (2013). Tıbbi ve aromatik bitkilerin antimikrobiyal antioksidan aktiviteleri ve kullanım olanakları. Erzincan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 6, 233-265.
20. Fey, P. D., Safranek, T. J., Mark, M. D., Rupp, E., Eileen, M. D., Dunne, F., Ribot, M. P. H., Iwen, P. C., Patricia, M. S. Bradford, A., Angulo, F. J. & Hinrichs, S. H. (2000). Ceftriaxone-Resistant Salmonella Infection Acquired by a Child from Cattle. The New England Journal of Medicine, 342, 1242-1249.
21. Freiler, M., Gottfried, R., Jurenitsch, J. & Reiner, J. (1996). New triterpene saponins from Herniaria glabra. Helvetica Chimica Acta, 79, 385-390.
22. Frost, I. Phil, D. Boeckel, T. P. V. Pires, J. Craig, J. & Laxminarayan, R. (2019). Global geographic trends in antimicrobial resistance: the role of international travel. Journal of Travel Medicine, 1, 1-13.
23. Gruenwald, J., Brendler, T. & Jaenicke, C. (2000). PDR for Herbal Medicines. Medical Economics Company, Montvale, 650.
24. Ignat, I., Volf, I. ve Popa, V. I. (2011). A critical review of methods for characterisation of polyphenolic compounds in fruits and vegetables. Food Chemistry, 126, 1821-1835.
25. Karasu, K. & Öztürk, E. (2014). Tıbbi ve aromatik bitkilerin kanatlılarda antioksidan ve antimikrobiyal etkileri, Türk Tarim Ve Doğa Bilimleri Dergisi, 2, 1766-1772.
26. Kartnig, T. & Wegschaider, O. (1972). Saponins from Herniaria glabra. Planta Medica, 21, 144-149.
27. Khanal, S., Bhandari, D. P., Bhandari, L., Dangol, S. & Adhikari, A. (2020). Chemical profiling and antioxidant activities of essential oil from the rhizomes of Acorus calamus L. Bibechana, 17, 89-95.
28. Knowles, D. J. C. (1997). New strategies for antibacterial drug design. Trends in Microbiology, 5, 379-383.
29. Koerner, R. M. (2016). Long-term geotextile degradation mechanisms and exposed lifetime predictions. Geotextiles, 1, 217-236.
30. Kozachok, S., Marchyshyn, S., Ostapchuk, A. & Zavyalova, L. (2016). Monosaccharide composition of Herniaria glabra L. and Herniaria polygama. J. Gay. Current Issues in Pharmacy and Medical Sciences, 29(3), 142-144.
31. Lancini, G. & Lorenzetti, R. (1993). Biotechnology of antibiotics and other bioactive microbialmetabolites, 6th. Edition, New York: Plenum Press,
32. Levin, B. R., Lipsitch, M., Perrot, V., Schrag, S., Antia, R., Simonsen, L., Walker, N. M. & Stewart, F. M. (1997). The population genetics of antibiotic resistance. Clinical Infectious Diseases, 1, 9-16.
33. Lis-Balchin, M. & Deans, S. G. (1997). Bioactivity of selected plant essential oils against Listeria monocytogenes. Journal of Applied Microbiology, 82, 759-762.
34. Mahapatra, B. S., Mitra, S., Ramasubramanian, T. & Sinha, M. K. (2009). Research on jute [Corchorus olitorius and C. capsularis] and kenaf [Hibiscus cannabinus and H. sabdariffa]: present status and future perspective. Indian Journal of Agricultural Sciences, 79, 951-967.
35. Males, Z., Crkvencici, M., Pilepici, K. H. & Herenda, F. (2013). Investigation of flavonoids, phenolic acids and amino acids of smooth rupturewort-Herniaria glabra L. Farmaceutski Glasnik 69(11), 673-684.
36. Mallick, R. N. & Banerji, A. (1989). Insecticidal effect herniarin, a constituent of Herniaria glabra against the jute semilooper, Anomis sabulifera Guen. Science and Culture, 55, 211-213.
37. Nikolova, M. Evstatieva, L. & Nguyen, T. D. (2011). Screening of plant extracts for antioxidant properties. Botanica Serbica, 35, 43-48.
38. Okan, O. T., Varlıbaş, H. Öz M. & Deniz, İ. (2013). Antioksidan analiz yöntemleri ve Doğu Karadeniz Bölgesinde antioksidan kaynağı olarak kullanılabilecek odun dışı bazı bitkisel ürünler. Kastamonu Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, 13, 48-59.
39. Prior, R. L., Wu, X. & Schaich, K. (2005). Standardized methods for the determination of antioxidant capacity and phenolics in foods and dietary supplements. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 53, 4290-4302.
40. Rhiouani, H., Lyoussi, B., Settaf, A., Cherrah, Y. & Hassar, M. (2001). Antihypertensive effect of Herniaria glabra saponins in the spontaneously hypertensive rat. Annales Pharmaceutiques Françaises, 59, 211-214.
41. Rhiouani, H., Settaf, A., Lyoussi, B., Cherrah, Y., Lacaille-Dubois, M. A. & Hassar, M. (1999). Effects of saponins from Herniaria glabra on blood pressure and renal function in spontaneously hypertensive rats. Therapie, 54, 735-739.
42. Richheimer, S. L., Bernart, M. W., King, G. A., Kent, M. C. & Bailey, D. T. (1996). Antioxidant activity of lipidsoluble phenolic diterpenes from rosemary, Journal of the American Oil Chemists Society, 73, 507-514.
43. Schröder , H., Schubert-Zsilavecz, M., Reznicek, G., Cart, J., Jurenitsch, J. & Haslinger, E. (1993). A triterpene saponin from Herniaria glabra. Phytochemistry; 34, 1609-1613.
44. Sıcak, Y. Çolak, Ö. F., İlhan, V., Sevindik, E. & Alkan, N. (2013). Köyceğiz yöresinde halk arasında yaygın olarak kullanılan bazı tıbbi ve aromatik bitkiler. Anadolu Doğa Bilimleri Dergisi, 4, 70-77.
45. Skariyachan, S., Jayaprakash, N., Bharadwaj, N. & Narayanappa, R. (2014). Exploring insights for virulent gene inhibition of multidrug resistant Salmonella typhi, Vibrio cholerae, and Staphylococcus aureus by potential phytoligands via in silico screening. Journal of Biomolecular Structure and Dynamics, 32, 1379-1395.
46. Sökmen, B. B., Uğraş, S., Sarıkaya, H. Y., Uğraş, H. I. & Yanardağ, R. (2013). Antibacterial, antiurease and antioxidant activities of some Arylidene barbiturates. Applied Biochemistry and Biotechnology, 171, 2030-2039.
47. Şahin, B. (2013). Farklı ekim zamanlarında yetiştirilen bazi tibbi bitkilerin verim ve kalite özelliklerinin belirlenmesi. Yüksek lisans tezi, Tarla Bitkileri Anabilim Dalı, Fen Bilimleri Enstitüsü, Selçuk Üniversitesi, Konya.
48. Wojnicz, D., Kucharska, A. Z., Sokól-Letowska, A. Kicia M. & Tichaczek-Goska, A. (2012). Medicinal plants extracts affect virulence factors expression and biofilm formation by the uropathogenic Escherichia coli. Urological Research, 40, 683-697.
49. Yeşilbağ, D. (2007). Fitobiyotikler. Journal of Research in Veterinary Medicine, 26, 33-39.