Effect of different phenological characteristics on essential oil yield and chemical properties of bay laurel (Laurus nobilis L.) leaves

Öz

This study aims to determine the effects of different conditions on the essential oil yield and chemical composition of bay laurel (Laurus nobilis L.) leaves collected in the Western Black Sea Region (Bartın, Zonguldak, Kastamonu, Sinop). Essential oil yield was determined using the Clevenger hydrodistillation method, and groups of chemical components was assessed using GC-MS analysis. The findings indicate that essential oil yield is sensitive to biological (shoot age), ecological (altitude, location), and phenological (collection time) factors. The highest oil yields were obtained in late summer to early autumn (August–September) across all regions, while the lowest yields were obtained in June. While samples from the Sinop region offer high yield potential for industrial production, samples from Kastamonu and Zonguldak stand out in terms of aromatic intensity. Chemical profile analyses revealed that regional ecological factors play a significant role in the composition. Turkey maintains its leading position in the global bay leaf trade with approximately 95% market share, and the Western Black Sea Region has become a strategic production area, accounting for a large portion of the country's total production in recent years. Therefore, scientifically determining the chemical profile, shoot characteristics, fresh-to-dry leaf ratios, and appropriate production and processing conditions of bay leaves in the region is crucial for optimizing essential oil yield and quality, as well as for industrial standardization. The study provides valuable contributions to aromatic plant processing technologies by identifying key parameters for improving bay leaf essential oil production processes.

Anahtar Kelimeler

• Laurus nobilis L.
• Bay leaf
• Essential oil
• 1.8-cineole
• Hidrodistilasyon
• Clevenger

Farklı fenolojik özelliklerin defne (Laurus nobilis L.) yaprak uçucu yağının fitokimyasal içeriğine etkisi

Öz

Bu çalışma, Batı Karadeniz Bölgesinde (Bartın, Zonguldak, Kastamonu, Sinop) toplanan Defne bitkisinde (Laurus nobilis L.) yapraklarında farklı koşulların uçucu yağ verimi ile kimyasal bileşim üzerindeki etkilerini belirlemeyi amaçlamaktadır. Defne yaprak uçucu yağı Clevenger aparatı kullanılarak hidrodistilasyon yöntemiyle elde edilmiş uçucu yağ verimi volumetrik olarak belirlenmiş ve yağ GC-MS’de analiz edilerek bileşen grupları belirlenmiştir. Bulgular, uçucu yağ veriminin biyolojik (sürgün yaşı), ekolojik (yükselti, yöre) ve fenolojik (toplama zamanı) faktörlere duyarlı olduğunu göstermektedir. Bölgede en yüksek yağ verimi tüm yörelerde yaz sonu–erken sonbahar döneminde (Ağustos–Eylül), en düşük verimler ise Haziran ayında elde edilmiştir. Sinop yöresi örnekleri endüstriyel üretim açısından yüksek verim potansiyeli sunarken; Kastamonu ve Zonguldak örnekleri aromatik yoğunluk bakımından öne çıkmıştır. Kimyasal profil analizleri, bölgesel ekolojik faktörlerin bileşim üzerinde belirgin rol oynadığını ortaya koymuştur. Türkiye, dünya defne yaprağı ticaretinde yaklaşık %95’lik pazar payı ile lider konumunu sürdürmekte olup, Batı Karadeniz Bölgesi son yıllarda ülke toplam üretiminin büyük bölümünü karşılayan stratejik bir üretim alanı hâline gelmiştir. Bu nedenle, bölge defne yapraklarının kimyasal profili, sürgün özellikleri, yaş-kuru yaprak oranları ve uygun üretim–işleme koşullarının bilimsel olarak belirlenmesi, hem uçucu yağ verimi ve kalitesinin optimize edilmesi hem de endüstriyel standardizasyon açısından önem taşımaktadır. Çalışma, defne yaprağı uçucu yağının üretim süreçlerinin iyileştirilmesine yönelik temel parametreleri ortaya koyarak aromatik bitki işleme teknolojilerine değerli katkılar sunmaktadır.

Anahtar Kelimeler

• Laurus nobilis L.
• Defne yaprağı
• Uçucu yağ
• 1.8-cineol
• Hidrodistilasyon
• Clevenger

Etik Beyan

Etik kurul onayı gerekmemektedir.

Kaynakça

1. Anzano, A., de Falco, B., Grauso, L., Motti, R., and Lanzotti, V. (2022). Laurel (Laurus nobilis L.): A review of its botany, traditional uses, phytochemistry and pharmacology. Phytochemistry Reviews, 21, 565–615. https://doi.org/10.1007/s11101-021-09791-z
2. Awada, F., et al. (2023). Laurus nobilis leaves and fruits: A review of metabolite profile and applications. Applied Sciences, 13(7), 4606. https://doi.org/10.3390/app13074606
3. Bārdule, A., Jūrmalis, E., Lībiete, Z., Pauliņa, I., Donis, J., and Treimane, A. (2020). Use of retail market data to assess prices and flows of non-wood forest products in Latvia. Silva Fennica, 54(3), Article 10341. https://doi.org/10.14214/sf.10341
4. Bayram, E., Kırıcı, S., Tansı, S., Yılmaz, G., Arabacı, O., Kızıl, S., ve Telci, İ. (2010). Tıbbi ve aromatik bitkiler üretiminin arttırılması olanakları. In Ziraat Mühendisliği VII. Teknik Kongresi (Tarih, Yer, s.1–12)
5. Belasli, A., Miri, Y. B., Aboudaou, M., et al. (2020). Antifungal, antitoxigenic, and antioxidant activities of the essential oil from laurel (Laurus nobilis L.): Potential use as wheat preservative. Food Science & Nutrition, 8(9), 4717–4729. https://doi.org/10.1002/fsn3.1738
6. Ceylan, A., & Özay, N. (1990). Defne yapraklarında (Folia lauri) ontogenetiksel kalite araştırması. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 27(3), 71–77.
7. Çakmaklı, T. (2019). Bartın ilinde odun dışı orman ürünlerinin sosyoekonomik analizi (Yüksek Lisans Tezi, Bartın Üniversitesi, Enstitü bilgisi)
8. Çelik, A. D., ve Semerci, A. (2017). Defne bitkisinin Hatay ili ekonomisindeki yeri ve önemi. Mustafa Kemal Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 22(2), 125–134.

9. Duymuş, A. (2019). Bartın-İnkumu yöresinde odun dışı orman ürünleri üretimine yönelik ağaçlandırmaların adaptasyon yeteneğinin belirlenmesi (Yüksek Lisans Tezi, Bartın Üniversitesi, Enstitü bilgisi)
10. Ekizoğlu, A., ve Kuvan, Y. (2010). Türkiye ormanları ve ormancılığı. In A. Akesen & A. Ekizoğlu (Eds.), Ormancılık Politikası (p. 67–100). Yer bilgisi: Türkiye Ormancılar Derneği Yayını.
11. Fantasma, F., Samukha, V., Aliberti, M., Colarusso, E., Chini, M. G., Saviano, G., De Felice, V., Lauro, G., Casapullo, A., Bifulco, G., and Iorizzi, M. (2024). Essential oils of Laurus nobilis L.: From chemical analysis to in silico investigation of anti-inflammatory activity by soluble epoxide hydrolase inhibition. Foods, 13(14), 2282. https://doi.org/10.3390/foods13142282
12. Fidan, H., Stefanova, G., Kostova, I., Stankov, S., Damyanova, S., Stoyanova, A., and Zheljazkov, V. D. (2019). Chemical composition and antimicrobial activity of Laurus nobilis L. essential oils from Bulgaria. Molecules, 24(8), 804. https://doi.org/10.3390/molecules24040804
13. Garg, S. N., Siddiqui, M. S., and Agarwal, S. K. (1992). New fatty acid esters and hydroxy ketones from fruits of Laurus nobilis. Journal of Natural Products, 55(9), 1315–1319. https://doi.org/10.1021/np50086a018
14. Güler, S. (2006). Defne yaprağı verimi üzerine araştırmalar (Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi, Enstitü bilgisi).
15. Karık, Ü., Çiçek, F., Oğur, E., ve Tutar, M. (2015). Türkiye defne popülasyonlarının uçucu yağ bileşenleri. Ege Tarımsal Araştırma Enstitüsü Dergisi, 25(1), 1–16.
16. Kılıç, A. (2008). Uçucu yağ elde etme yöntemleri. Bartın Orman Fakültesi Dergisi, 10(13), 37-45.
17. Labri, K., Moghrani, H., Ihadadene, R., Hamitouche, H., and Maachi, R. (2022). The application of the full factorial design and response surface methodology in optimization conditions for essential oils extraction from Lavandula stoechas, Carum carvi and Eucalyptus camaldulensis: Effect of plant particle size on the extraction of essential oils. Sustainable Chemistry and Pharmacy, 30, 100830. https://doi.org/10.1016/j.scp.2022.100830
18. Özcan, M., ve Chalchat, J. C. (2005). Effect of different locations on the chemical composition of essential oils of laurel leaves. Journal of Medicinal Food, 8(3), 408–411. https://doi.org/10.1089/jmf.2005.8.408
19. Pech, B., and Bruneton, J. (1982). Alcaloïdes du laurier noble, Laurus nobilis. Journal of Natural Products, 45(5), 560–563. https://doi.org/10.1021/np50023a008
20. Polat, Ö. (1998). Ege Bölgesinde yetişen defne bitkisinin esansiyel yağ bileşenleri (Yüksek Lisans Tezi, Ege Üniversitesi, Enstitü bilgisi).
21. Sangwan, N. S., Farooqi, A. H. A., Shabih, F., and Sangwan, R. S. (2001). Regulation of essential oil production in plants. Plant Growth Regulation, 34(1), 3–21.
22. Sebei, K., and Zouhir, A. (2022). Evolution of fixed oil during maturation of Tunisian wild laurel fruits. Biomedical Journal of Scientific & Technical Research, 46(2).
23. Sellami, I. H., Wannes, W. A., Bettaieb, I., Berrima, S., Chahed, T., Marzouk, B., and Limam, F. (2011). Drying effects on Laurus nobilis essential oil. Food Chemistry, 126(2), 691–697. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2010.11.036
24. Turek, C., ve Stintzing, F. C. (2013). Stability of essential oils: A review. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 12(1), 40–53.https://doi.org/10.1111/1541-4337.12006
25. TS 2131 ISO 928, Baharat ve Çeşni Veren Bitkiler - Toplam Kül Tayini, Türk Standardları Enstitüsü, Ankara, 2001.
26. TS 2134, Baharat - Rutubet Miktarı Tayini, Türk Standardları Enstitüsü, Ankara, 2002.
27. TS 5205, Defne yağı - Defne yaprağı ve tohumundan elde edilen, Türk Standardları Enstitüsü, Ankara, 2012.
28. Yazıcı, H. (2002). Batı Karadeniz defne yaprak ve meyvelerinden faydalanma imkânları (Doktora Tezi, Zonguldak Karaelmas Üniversitesi, Enstitü bilgisi).
29. Yazıcı, H. (2024). Barış ve başarı imgeleğinden sosyoekonomik ve endüstriyel yarar zirvesine defne. Ankara: Platanus Publishing.