Bazı arı ürünlerinin (bal, polen, propolis, arı sütü ve arı ekmeği) LC/MS-MS ile sekonder metabolitlerinin ve biyolojik aktivitelerinin belirlenmesi
Determination of the secondary metabolites by LC/MS-MS and bioligic activities of some bee products (Honey, pollen, propolis, royal jelly and bee bread)
Yazar: EBUBEKİR İZOL
Danışman: PROF. DR. İLHAMİ GÜLÇİN
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Biyokimya = Biochemistry

Özet:
Amaç: Bu doktora tez çalışmasında Türkiye'nin yedi farklı bölgesinde bulunan Ankara, Aydın, Artvin, Mersin, Yalova, Şanlıurfa, Erzurum ve Hakkari illerinden bal, polen,  propolis, arı sütü ve arı ekmeği temin edildi. Bu arı ürünlerinin sekonder metabolitleri ve biyolojik aktiviteleri ile balların bazı kimyasal ve kalite parametrelerinin belirlenmesi amaçlanmıştır.
Yöntem: Arı ürünleri temin edildikten sonra uygun ekstraksiyon yöntemleriyle ekstraksiyonları yapıldı. Bu ekstraktların LC-MS/MS ile sekonder metabolit içeriği 53 farklı bileşen taranarak kantitatif olarak belirlendi. Antioksidan aktiviteleri belirlenirken DPPH•, ABTS•+ ve DMPD•+ radikali giderme, CUPRAC, FRAP, Fe3+ indirgeme ve toplam fenolik ve flavonoid miktarı belirleme metotları kullanıldı. Enzim çalışmalarında karbonik anhidraz I (hCA I) ve karbonik anhidraz II (hCA II) enzimleri insan eritrositlerinden Sepharose-4-B-L-Tirozin Sülfanilamid afinite kromatografisi ile saflaştırıldı. Arı ürünlerinin hCA I, hCA II, asetilkolinesteraz (AChE), bütirilkolinesteraz (BChE), α-glikozidaz, α-amilaz enzimleri üzerinde inhibisyon etkisine bakıldı. Ayrıca bal örneklerinin Türk Gıda Kodeksi Bal Tebliğinde (TGKBT) yer alan naftalin, şeker kompozisyonu (glukoz, fruktoz, sakkaroz ve maltoz), hidroksimetilfurfural (HMF), prolin, diastaz, nem, elektriksel iletkenlik, serbest asitlik ve pH analizleri yapıldı.
Bulgular: Arı örnekleri arasında propolis örneklerinin kantitatif olarak en yüksek konsantrasyonda fenolik bileşen içerdiği gözlendi. Özellikle Şanlıurfa propolisinde acacetin 74,577 (mg analit/g ekstre), Erzurum propolisinde ise chrysin 68,05 (mg analit/g ekstre) en yüksek olarak bulunmuştur. 53 farklı sekonder metabolitten; toplamda propolislerde 32, arı ekmeklerinde 26, polenlerde 25, arı sütlerinde 17 ve ballarda ise 41 bileşen tespit edilmiştir. Antioksidan aktivitelerde propolislerin diğer arı ürünlerine göre çok yüksek aktivite gösterdiği, sadece DMPD•+ yönteminde arı sütlerinin en yüksek aktiviteye sahip olduğu belirlendi. Genel olarak en düşük antioksidan aktive gösterenlerin ise ballar olduğu görüldü. Toplam fenolik ve flavonoid miktarı en yüksek olan arı ürünü ise Şanlıurfa propolisi (102,353 μg GAE/mg, 20,471 μg QE/mg) oldu.  Enzim inhibisyon sonuçlarında ise arı ürünlerinin enzimleri inhibe ettiği belirlendi. En fazla inhibisyon potansiyeline sahip olan ürünün ise arı sütleri olduğu belirlendi. Ballarda yapılan analizlerde ise balların TGKBT'ye uygun olduğu bulundu.
Sonuç: Arı ürünlerinin; skonder metabolit içeriğinin zengin olduğu, biyolojik aktivitelerinin, metabolik enzimleri inhibisyon özelliklerinin ve toplam fenolik ve flavonoid miktarlarının yüksek olduğu ortaya konuldu. Bal örneklerinin analiz limitlerine uygun ve kalite parametrelerinin yüksek olduğu görüldü.

Anahtar Kelimeler: Arı ürünleri (bal, polen, propolis, arı sütü ve arı ekmeği), antioksidan, enzim inhibisyonu, LC-MS/MS

Abstract:
Purpose: In this PhD dissertation study, honey, pollen, propolis, royal jelly, and bee bread were obtained from Ankara, Aydın, Artvin, Mersin, Yalova, Şanlıurfa, Erzurum, and Hakkari provinces in seven different regions of Türkiye. It was aimed at determining the secondary metabolites and biological activities of these bee products and some chemical and quality parameters of honey.
Method: After the bee products were obtained, appropriate extraction methods were used to extract them. The secondary metabolite content of these extracts was quantitatively determined by LC-MS/MS by screening 53 different components. On top of that, the total quantities of phenolic and flavonoid compounds were clarified, and antioxidant activities were assessed by DPPH•, ABTS•+, and DMPD•+ radical scavenging, CUPRAC, FRAP, and Fe3+ reducing methods. In enzyme studies, carbonic anhydrase I (hCA I) and carbonic anhydrase II (hCA II) enzymes were purified from human erythrocytes by sepharose-4-B-L-tyrosine sulfanilamide affinity chromatography. The inhibition effects of bee products on hCA I, hCA II, acetylcholinesterase (AChE), butyrylcholinesterase (BChE), α-glycosidase, and α-amylase enzymes were investigated. Further analysis of the honey samples was carried out in accordance with the Turkish Food Codex Honey Communiqué (TFCHC) for naphthalene, sugar composition (glucose, fructose, sucrose, and maltose), hydroxymethylfurfural (HMF), proline, diastase, moisture, electrical conductivity, free acidity, and pH.
Findings: Quantitative analysis of the bee specimens revealed that propolis samples had the highest quantity of phenolic compounds. In particular, acacetin 74,577 (mg analyte/g extract) was found to be the highest in Şanlıurfa propolis and chrysin 68,05 (mg analyte/g extract) in Erzurum propolis. Out of 53 different secondary metabolites, 32 components were detected in propolis, 26 in bee bread, 25 in pollen, 17 in royal jelly, and 41 in honey. In antioxidant activities, it was determined that propolis showed very high activity compared to other bee products, and royal jelly had the highest activity only in the DMPD•+ method. Overall, honey exhibited the lowest antioxidant activity. The bee product with the highest total phenolic and flavonoid content was Şanlıurfa propolis (102,353 μg GAE/mg, 20,471 μg QE/mg).  Enzyme inhibition results demonstrated that bee products inhibited enzymes. The product with the highest inhibition potential was royal jelly. In the analysis of honey, honey was found to be in compliance with TFCHC.
Results: The study revealed that bee products possess a high concentration of secondary metabolites, exhibit significant biological activities, demonstrate inhibitory effects on metabolic enzymes, and include substantial amounts of phenolic and flavonoid compounds. Honeys were found to comply with the analysis limits and have high quality parameters.

Keywords: Bee products (honey, pollen, propolis, royal jelly and bee bread), antioxidants, enzyme inhibition, LC-MS/MS