Türkiye' de Lamiaceae (Labiatae) familyasına ait baharat veya çeşni olarak kullanılan bazı bitkilerin fenolik bileşenleri ile antioksidan ve antimikrobiyal etkilerinin belirlenmesi
Determination of phenolic components, antioxidant and antibacterial effects of some plants used herb or condiment belonging to Lamiacea (Labiatea) family in Turkey
Yazar: GÜLCAN ÖZKAN
Danışman: PROF. DR. MEHMET MUSA ÖZCAN
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2007
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Baharatlar = Spices ; Fenolik bileşikler = Phenolic compounds ; Özüt = Extract

Özet:
Antalya, Çanakkale, Eskisehir, Isparta ve Mersin lokasyonlarından toplananbilyalı kekik (Origanum onites L.), ?stanbul kekiği (Origanum vulgare L. subsp.hirtum (Link) Ietswaart), Sütçüler kekiği (Origanum minutiflorum O. Schwarz & P.H. Davis), Alanya kekiği (Origanum majorana L.), Suriye kekiği (Origanumsyriacum L. var. bevanii (Holmes) Ietswaart), ?spanyol kekiği (Coridothymuscapitatus (L.) Reichb. Fil.), karabas kekiği (Thymbra spicata L.var. spicata L.), dağkekiği (Satureja cuneifolia Ten.), dağ reyhanı (Satureja hortensis L.), kara kekik(Satureja thymbra L.), tıbbi adaçayı (Salvia tomentosa Mill.) ve Anadolu adaçayı(Salvia fruticosa Mill.) deney materyali olarak kullanılmıstır. Çay ve baharatlarınmetanol, etanol, aseton, su ve asetik asit bes farklı çözücü karısımıyla ultrasonik subanyosu ve Soxhlet düzeneği kullanılarak 9 farklı uygulamayla ekstrakları eldeedilmistir. Elde edilen ekstrakların fenolik madde içerikleri ile antioksidan veantibakteriyal aktiviteleri belirlenmistir. Ekstraksiyon uygulamaları kendi aralarındaiikarsılastırılarak, çözücü karısımlarının ve kullanılan düzeneğin etken bilesenlerietkin bir sekilde izole edebilme yeteneği arastırılmıstır.Ayrıca antioksidan ve antibakteriyal özellikleri en yüksek bulunanekstrakların; zeytinyağı içinde bütillenmis hidroksianisol (BHA) ve bütillenmishidroksitoluene (BHT) karsı antioksidan özellikleri, tavuk çorbası içinde de E. coliO157:H7 bakterisine karsı antibakteriyal özellikleri değerlendirilmistir.Zeytinyağında, antioksidan özelliklerini değerlendirmek amacıyla 0, 7, 14, 21 ve 28.günlerde örneklerin peroksit sayısı, asit değeri, UV özgün absorbans değerleri ilebirlikte GC-headspace kullanılarak uçucu bozulma ürünleri olan hekzanal vepentanal değerleri saptanmıstır. E. coli O157:H7 bakterisine karsı antibakteriyaletkiyi belirlemek amacıyla ise, 0 ve 18. saatlerde kontrol ve ekstrak içeren çorbalardabakteri sayımı yapılmıstır.Ekstrak (%) miktarı bakımından Soxhlet cihazı sonuçları, ultrasonik subanyosu cihazı sonuçlarına göre daha yüksek değerlere sahip olmustur. Ortalamaekstrak miktarları Soxhlet ekstraksiyonu ile % 7.59 ile % 54.52 arasında değisimgösterirken, bu değerler ultrasonik su banyosu ekstraksiyonunda % 4.22 ile % 26.36arasında saptanmıstır. Çözücü karısımlarından ise, metanol:su:asetik asit ilk sırayıalırken bunu sırasıyla aseton:su:asetik asit, metanol:aseton:su:asetik asit ve su:asetikasit çözücü karısımları takip etmistir.Ekstraklarda baslıca bilesen olarak belirlenen rozmarinik asit miktarları576.96-4581.56 mg/100 g örnek aralığında değismis olup, rozmarinik asiti en iyiekstrake eden çözücü karısımları ve cihaz uygulamaları türlere göre farklılıkgöstermistir. Soxhlet ekstraksiyonu, Suriye kekiği dısındaki tüm türlerde rozmarinikasidi en iyi ekstrakte eden uygulama olarak belirlenmistir. Benzer sekilde, ekstrakteedilen diğer fenolik bilesenlerin miktarları ise, örneklerin türlerine ve kullanılanuygulamalara göre farklılık göstermislerdir.Ekstrakların türlere göre içerdiği en yüksek toplam fenolik madde miktarları71.13-198.93 mg GAE/g arasında bulunmus olup, değerler türler ve uygulamalaragöre farklılık göstermistir. Ayrıca ultrasonik su banyosu ile ekstrakte edilenekstrakların daha yüksek toplam fenolik madde miktarına sahip olduğubelirlenmistir. Ekstrakların içerdiği toplam flavonol miktarları ise türler veuygulamalara göre farklılık göstermis olup, türlere ait en yüksek değerler 568.32-iii1600.85 Ig RE/ g olarak saptanmıstır. En yüksek antiradikal aktivite ve antioksidankapasitesi değerleri sırasıyla kara kekik örneğinin Soxhlet cihazı ve metanol:su:asetikasit kullanılarak yapılan S2 uygulamasında (IC50=388.24 Ig/ml) ve bilyalı kekikörneğinin ultrasonik su banyosu cihazı ve aseton:su:asetik asit kullanılarak yapılanU3 uygulamasında (161.71 mg AAE/ g ekstrak) bulunmustur. Ekstrakların hemantiradikal aktivitesi hem de antioksidan kapasitesi değerleri arasında türlere veekstraksiyonda kullanılan uygulamalara göre istatistik olarak önemli farklılıklarbelirlenmistir.Peroksit sayısı ve UV özgül absorbans değeri, BHT ve bilyalı kekik ile karakekik ekstraklarını içeren yağlarda kontrol ve BHA içeren yağlardan daha düsükbulunmustur. Asit değeri ise BHA, BHT ve bilyalı kekik ile kara kekik ekstraklarınıiçeren yağlarda kontrolden daha düsük miktarlarda belirlenmistir. Uçucu bozulmaürünlerinden hekzanal ekstrak içeren örneklerde ve kontrolde belirlenmemis olup,pentanal sadece kontrolün 21. gün (0.59 ppb) ve 28. gün (0.95 ppb) analiz edilenörneklerde bulunmustur.Antibakteriyal etki sonuçlarına göre doz miktarının artırılmasıyla ekstraklarınantibakteriyal etkisinin de arttığı saptanmıstır. En etkili doz miktarları sırasıyla, % 10> % 5 > % 2.5 > % 1 olarak belirlenmistir. Tüm ekstrak konsantrasyonlarına karsı enhassas bakteriler M. smegmatis, B. subtilis ve B. cereus, en dirençli bakteriler ise E.coli O157:H7, K. pneumoniae, S. aureus ve Y. enterocolitica olarak saptanmıstır.Bakterilerin büyük çoğunluğunda ultrasonik su banyosu cihazı ile aseton:su:asetikasit kullanılarak yapılan U3 ve Soxhlet cihazı ile aseton:su:asetik asit kullanılarakyapılan S3 uygulamaları en fazla antibakteriyal etkiye sahip uygulamalar olarakbelirlenmistir. Anadolu adaçayı ekstraklarının hiçbiri K. pneumoniae üzerinde etkilibulunmamıstır. Bunun dısında, analiz edilen bakterilere karsı antibakteriyal etkigöstermeyen ekstrak yoktur.E. coli O157:H7 bakterisine karsı antibakteriyal etkiyi belirlemek için,baslangıç ve 18. saatlerde kontrol ve ekstrak içeren çorbalarda bakteri sayımıyapılmıstır. Baslangıç anında, 8.3x106 olarak sayılan bakteri sayısı, 18 saat sonrakontrolde 2.2x1010 olarak bulunurken, ekstrak içeren çorbalarda hiç saptanmamıstır.Anahtar Sözcükler: Ekstrak, fenolik madde, baharat, çay, Lamiaceae (Labiatae),antioksidan ve antibakteriyal özellikler

Abstract:
Sweet marjoram (Origanum majorana L.), Sütçüler oregano (Origanumminutiflorum O. Schwarz & P. H. Davis), Turkish oregano (Origanum onites L.),Syrian oregano (Origanum syriacum L. var. bevanii (Holmes) Ietswaart), ?stanbuloregano (Origanum vulgare L. subsp. hirtum (Link) Ietswaart), Anatolia sage (Salviafruticosa Mill.), cuneate Turkish savory (Satureja cuneifolia Ten.), summer savory(Satureja hortensis L.), black savory (Satureja thymbra L.), black thyme (Thymbraspicata L.var. spicata L.) and Spanish oregano (Coridothymus capitatus (L.) Reichb.Fil.) collected from Antalya, Çanakkale, Eskisehir, Isparta and Mersin locations wereused as experimental material. Nine different extracts of herbs and spices wereextracted with five different solvent mixtures using such as methanol, acetone,water and acetic acid by Soxhlet and ultrasonicated bath. Phenolic contents,antioxidant and antibacterial effects of extracts obtained were determined.iiApplications of extraction were compared with itself, the ability of apparatus andsolvent mixture used were investigated to isolate the main components effectively.In addition, extracts had the highest antioxidant and antibacterial propertieswere evaluated antioxidant effects in virgin olive oil against Butylatedhydroxyanisole (BHA) and Butylated hydroxytoluene (BHT), and antibacterialproperties soup with chicken against E. coli O157:H7. Peroxide value, acid value,UV specific absorbance value and hexanal and pentanal, volatile secondary oxidationproducts were determined to evaluate oxidation in virgin olive oil at days of 0, 7, 14,21 ve 28th. Bacteria in soup with extract and control were counted at the days of 0and 18th to determine the antibacterial effect against E. coli O157:H7.Yields (%) of extracts extracted with Soxhlet had more value than extractedwith ultrasonicated bath. While the means of extract yield (%) were ranged from 7.59to 54.52, the means of extract obtained with ultrasonicated bath were determinedbetween 4.22 and 26.36. While the solvent mixture of methanol:water:acetic acidwas found the best, followed it aceton:water:acetic acid mixture,methanol:aceton:water:acetic acid mixture and water:acetic acid mixture,respectively.Rosmarinic acid, the major component of extracts, changed between 576.96and 4581.56 mg/100 g dry herb. Applications, including solvent mixtures andapparatus, extracted the highest rosmarinic acid showed differences according tospecies. Soxhlet extraction methods was determined the best application extractedrosmarinic acid from all species except Syrian oregano. Similarly, phenolic contentswere changed according to herb species used and applications used.The highest total phenolic content of extracts were found between 71.13 and198.93 mg GAE/g extract and it was found that values had differences according tospecies and applications. In addition, extracts extracted with ultrasonicated bath weredetermined to have higher total phenolic content. Total flavonol content of extractsalso showed differences according to applications and the highest values were foundas between 568.32 and 1600.85 Fg RE/ g extract. The highest antiradical activity andantioxidant capacity values were found in S2 application of black savory sample(IC50=388.24 Fg/ml) and U3 application of Turkish oregano (161.71 mg AAE/ gextract), respectively. There were found statistically important differences amongiiispecies and application used extraction according to both antiradical activity andantioxidant capacity.Peroxide value and UV specific absorbance value in olive oil including BHTand, Turkish oregano, black savory extracts were determined lower than in olive oilincluding BHA and control. In addition acid value was also determined lower inolive oil including BHA, BHT and, Turkish oregano, black savory extracts thancontrol. Altough hexanal were not found any sample, pentanal was found only 21th(0.59 ppb) and 28th (0.95 ppb) days of control.According to antibacterial effect results, it was determined that antibacterialeffect increased with increasing the extract doses. Effectiveness of doses were foundas % 10>%5>%2.5>%1, respectively. All the extracts had antibacterial activityagainst the microorganisms used in the assay except one. Only Anatolia sage extractswere found to have no antibacterial activity against the K. pneumoniae. The mostsensitive bacteria against all extracts were found as M. smegmatis, B. subtilis and B.cereus, the most resistant bacteria against all extracts were also E. coli O157:H7, K.pneumoniae, S. aureus and Y. enterocolitica. Applications of U3 and S3 weredetermined to have the most antibacterial effect against majority of bacteria.E. coli O157:H7 was counted in soup including extracts and control samplesat 0 and 18th days to determine the antibacterial effect. While the bacteria werecounted as 8.3x106 at the first hour, it was established as 2.2x1010 in control at 18thhour and no bacteria in soup including extracts.Key words: Extract, phenolic compound, spice, herb, Lamiaceae (Labiatae),antioxidant and antibacterial properties