Isıl işlem görmüş ve doğal Ornithogalum umbellatum ekstraktlarının fitokimyasal içeriğinin ve multi-biyolojik fonksiyonlarının araştırılması
Investigation of phytochemical ingredient and multi-biological functions of heat-treated and raw Ornithogalum umbellatum extracts
Yazar: AYTÜL UZUN AKGEYİK
Danışman: PROF. DR. EMİNE YALÇIN
Giresun Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Bu çalışmada, Karadeniz bölgesinde yaygın olarak tüketilen Ornithogalum umbellatum L.'nin ham ve ısıl işlem görmüş ekstraktlarının fitokimyasal parmak izi ve biyolojik aktiviteleri araştırılmıştır. Bitkinin besin olarak tüketilen soğan ve yaprak kısımları 35oC'de etüvde kurutulduktan sonra öğütülerek toz haline getirilmiştir. Isıl işlem için bitki 100oC'de 20 dakika kaynatılmıştır. Ham ve ısıl işlem görmüş ekstraktların fitokimyasal içeriklerindeki farklılıklar ICP-MS, LC-MS/MS ve FTIR analizi ile belirlenmiştir. Biyolojik aktivite, anti-mikrobiyal, anti-mutajenik ve anti-proliferatif aktivite testleri ile araştırılmıştır. O. umbellatum ekstraktının hem fitokimyasal içeriği hem de biyolojik aktivitesi üzerine ısıl işlemin etkisi araştırılmıştır. O. umbellatum ekstraktında major bileşikler olarak gallik asit, prokateuik asit ve kafeik asit bulunurken, minör oranlarda prokateuik aldehit, vanilin ve kaempferolün varlığı belirlenmiştir. Isıl işlem sonrası fenolik bileşik düzeylerinde önemli bir azalma olmuş ve gallik asit içeriği %92,6, prokateuik asit içeriği %90 ve kafeik asit içeriği %84,8 oranında azalmıştır. ICP-MS sonuçlarında ısıl işlem sonrası makro ve mikro element düzeylerinde önemli farklılıklar tespit edilmiştir. Ekstraktın Cd, Ca, Ba, Cu ve Zn seviyeleri artarken; Na, Mg, K, Fe, U, Co seviyeleri önemli ölçüde azalmıştır. Ekstraktın güçlü anti-mikrobiyal aktivitesinin ısı uygulaması sonrasında azaldığı tespit edilmiştir. Isı uygulaması sonrasında anti-mutajenik ve anti-proliferatif aktivitelerde de önemli azalmalar ve bazı kromozomal anormalliklere karşı aktivite kaybı gözlenmiştir. Ham ekstrakt, eşit olmayan kromatin dağılımına karşı %69,8 ile en güçlü anti-mutajenik etkiyi göstermiştir. Benzer şekilde köprüleri %56,1 oranında azaltan ekstraktın anti-mutajenik aktivitesi ısıl işlem sonrası %0,74'e düşmüş ve anti-mutajenik aktivitesini kaybetmiştir. Doğal O. umbellatum'un biyolojik aktiviteleri, içerdiği majör bileşiklerle yakından ilişkilidir ve ısının etkisiyle bu bileşiklerin düzeylerindeki azalma aktiviteye de yansımıştır. Bitkilerin fitokimyasal içeriklerini araştıran çalışmalar çok önemlidir. Fitokimyasal içerikle ilgili biyolojik aktiviteleri araştıran çalışmalar daha dikkat çekicidir. Bu çalışmada bölgemizde gıda olarak tüketilen O. umbellatum'un fitokimyasal parmak izi belirlenmiş, biyolojik aktiviteleri içerdiği bileşiklerle ilişkilendirilmiş ve biyolojik aktivitenin ısıya duyarlı olduğu belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler: Ornithogalum umbellatum, fitokimyasal, LC-MS/MS, ICP-MS, FTIR, biyoaktivite

Abstract:
In this study, the phytochemical fingerprint and biological activities of raw and heat-treated extracts of Ornithogalum umbellatum L., which is widely consumed in the Black Sea region, were investigated. The bulb and leaf parts of the plant consumed as food were dried in an oven at 35oC and then ground into powder. For heat treatment, the plant was boiled at 100oC for 20 min. Differences in phytochemical contents of raw and heat-treated extracts were determined by ICP-MS, LC-MS/MS and FTIR analysis. Biological efficacy was investigated with anti-microbial, anti-mutagenic and anti-proliferative activity tests. In this way, the effect of heat treatment on both the phytochemical content and biological activity of the O. umbellatum extract was determined. Gallic acid, procateuic acid and caffeic acid were found as the main compounds in the O. umbellatum extract, while the presence of procateuic aldehyde, vanillin and kaempferol in minor proportions was determined. There was a significant decrease in phenolic compound levels after heat treatment and gallic acid content decreased by 92,6%, procateuic acid content by 90% and caffeic acid content by 84,8%. Significant differences were detected in macro and micro element levels after heat treatment in ICP-MS results. While Cd, Ca, Ba, Cu and Zn levels of the raw extract increased; Na, Mg, K, Fe, U, Co levels decreased significantly. The strong anti microbial activity of extract decreased with the application of boiling. A significant decrease in anti mutagenic and anti
proliferative activities and loss of activity against some chromosomal abnormalities were determined after boiling. The raw extract showed the strongest anti-mutagenic effect with 69,8% against the unequal distribution of chromatin. Similarly, the anti-mutagenic activity of the extract, which reduced the bridges by 56,1%, decreased to 0,74% after heat treatment and almost lost its anti-mutagenic activity. The biological activities of raw O. umbellatum are closely related to the major compounds it contains, and the decrease in the levels of these compounds with the effect of heat was reflected in the activity. Studies investigating the phytochemical contents of plants are very important. Studies investigating biological activities related to phytochemical content are more remarkable. In this study, the phytochemical fingerprint of O. umbellatum, which is consumed as food in our region, was determined, its biological activities were associated with the compounds it contained, and it was determined that the biological activity was heat sensitive.

Keywords: Ornithogalum umbellatum, phytochemical, LC-MS/MS, ICP-MS, FTIR, bioactivity