Kazakistan'da geleneksel olarak tüketilen bitkisel çayların kimyasal bileşenleri ve biyolojik aktiviteleri
Chemical components and biological activities of herbal teas traditionally consumed in Kazakhstan
Yazar: MARZHAN ASKAR
Danışman: PROF. DR. MEHMET EMİN DURU
Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu yüksek lisans tez çalışmasında Kazakistan'da doğal olarak yetişen,  halk arasında solunum sistemi, gastrointestinal sistem ve bağışıklık sistemi gibi çeşitli rahatsızlıklara karşı korunmak veya tedaviye destek vermek üzere geleneksel olarak çay olarak tüketilen tıbbi bitkilerin kimyasal bileşenleri ve çeşitli biyolojik aktivitelerinin araştırılması amaçlandı.  Bu amaçla, Kazakistan'da geleneksel olarak çay olarak tüketilen Asteraceae, Lamiaceae, Onagreceae ve Hypericeae ailesinden 9 farklı türden, bir taraftan halkın tükettiği şekliyle çay hazırlanırken, diğer taraftan hekzan ve metanol ile ekstraksiyonları yapıldı. Hazırlanan bitkisel çayların aromalarının kimyasal bileşenlerinin yanı sıra bitkisel çayın ve metanol ekstresinin fenolik bileşenleri de araştırıldı. Her bir çay ekstresinin uçucu organik bileşenleri HS-SPME-GC/MS sistemi kullanılarak belirlendi. Buna göre, Asteraceae ve Lamiaceae ailesine ait bitki çayların tümünün aromasında 1,8- sineol, menthone ve pulegon ortak olarak bulunan bileşiklerken, Onagreceae ailesine ait olan Chamaenerion latifolium, Hypericeae ailesine ait olan Hypericum perforatum'dan elde edilen bitkisel çayların aromasında p-simen, 1,8-sineol, fenil asetaldehit, γ -terpinen, α-tujon, β-tujon, kamfor, menthone, borneol, β-siklositral, pulegon, karvon, bornil asetat, karvakrol ve spathulenol ortak bileşenlerdir. Üzerine çalıştığımız bitkisel çayların fenolik bileşikleri hem metanol ile ekstraksiyonu hem de demlenen çayın liyofilize edilmesiyle edilde edilen ekstrelerin HPLC-DAD sisteminde yapılan fenolik bileşik  analizlerinde; rutin ve kafeik asitin üzerine çalıştığımız dokuz bitki türünde de ortak olarak bulunmaktadır. Rosmarinik asit Origanum vulgare'de (%56,30 µg/g) ve Mentha piperita'da (%36,17 µg/g)'da majör fenolik bileşiktir.
Yapılan bu çalışmalar ilaveten çay ekstrelerinin çeşitli biyolojik aktiviteleri de test edildi. Buna göre, antioksidan aktiviteleri beş farklı yöntem (β-karoten renk açılımı, DPPH serbest radikali giderimi, ABTS katyon radikali giderimi, CUPRAC indirgeme gücü ve metal bağlama) kullanılarak belirlendi. Enzim inhibisyon aktivite çalışmalarında; AChE ve BChE inhibisyon aktivitesi, α-amilaz enzim inhibisyon aktivitesi, α-glukozidaz enzim inhibisyon aktivitesi, üreaz ve tirozinaz  enzim inhibisyon aktivitesi testleri uygulandı. Böylece ekstrelerin fenolik ve organik uçucu bileşiklerle gösterdiği aktiviteler arasındaki ilişkiler de kurulmuş oldu. Biyolojik aktiviteler bakımından değerlendirildiğinde; Chamomilla recutita'nın hekzan (IC50: 36,50±0,82 µg/mL),  metanol (IC50: 40,91±0,97 µg/mL) ve su (IC50:32,55±0,84 µg/mL) ekstrelerinin  en yüksek AChE inhibisyon aktivisinine sahipken, Helichrysum maracandicum ve Chamomilla recutit'da yüksek anti-diyabetik aktivite sergilediği,  Chamaenerion latifolium ve Helichrysum maracandicum'un  anti-üreaz aktivitesinin diğerlerinden daha yüksek olduğu ve Achillea millefolium ve Hypericum perforatum'un diğerlerine göre tirozinaz enzim inhibisyon aktivitesine sahip olduğu belirlendi. Yüksek aktivite gösteren bitkilerin mirisetin, rosmarinik asit, klorejenik asit, kersetin ve apigenin gibi biyoaktif bileşiklere sahip olduğu belirlendi. Bu tez çalışması ile Achillea millefolium, Artemisia absinthium, Chamomilla recutita, Helichrysum maracandicum, Tanacetum vulgare, Origanum vulgare, Mentha piperita, Chamaenerion latifolium, Hypericum perforatum türleri üzerine literatürde yapılanlardan farklı bir yaklaşımla, doğrudan diyet olarak tüketilen haliyle hazırlanan çay ekstrelerinin uçucu organik bileşenleri, biyolojik aktiviteleri ve fenolik bileşenleri ilk defa detaylı olarak incelendi. 
Anahtar Kelimeler: Kazakistan'ın Geleneksel Bitki Çayları, Antioksidan, Anti-diyabetik, Anti-kolinesteraz, Anti-üreaz, Anti-tirozinaz, Uçucu Organik Bileşikler, Fenolik Bileşikler

Abstract:
In this master's thesis study, it is aimed to investigate the chemical components and various biological activities of medicinal plants grown naturally in Kazakhstan, which are traditionally consumed as tea among the people to protect against various ailments such as respiratory system, gastrointestinal system and immune system or to support treatment. For this purpose, 9 different species of Asteraceae, Lamiaceae, Onagreceae and Hypericeae family, which are traditionally consumed as tea in Kazakhstan, were extracted with hexane and methanol on the one hand, while tea was prepared as consumed by the public on the other hand. In addition to the chemical components of the aromas of the prepared herbal teas, the phenolic components of the herbal tea and methanol extract were also investigated. The volatile organic components of each tea extract were determined using the HS-SPME GC/MS system. According to this, 1,8- cineole, menthone and pulegon are found in common in the aroma of all herbal teas belonging to the Asteraceae and Lamiaceae families when compounding, Chamaenerion latifolium, which belongs to the Onagreceae family, is latifolium, 1,8-cineole, phenyl acetaldehyde, γ-terpinene, α-tujone, thujone camphor, menthone, borneol, β-cyclocitral, pulegone, carbon bornyl acetate, carvacrol and spathulenol are common components in the aroma of herbal teas obtained from Hypericum perforatum, which belongs to the Hypericeae family. The phenolic compounds of the herbal teas we studied are found in both methanol and phenolic compound analyses performed in the HPLC-DAD system of extracts produced by lyophilizing the brewed tea; rutin and caffeic acid are found in common in all nine plant species we studied. Rosmarinic acid is the major phenolic compound in Origanum vulgare (56.30% µg/g) and Mentha piperita (36.17% µg/g).   

In addition, various biological activity methods were applied on tea extracts. Accordingly, antioxidant activities were determined by using five different methods (β-carotene color opening, DPPH free radical removal, ABTS cation radical removal, CUPRAC reduction power and metal binding). In the enzyme inhibition activity studies, AChE and BChE inhibition activity, α-amylase enzyme inhibition activity, α-glucosidase enzyme inhibition activity, urease and triosinase enzyme inhibition activity tests were performed. Thus, the relationships between the activities of the Decoctions with phenolic and organic volatile compounds were also established. When evaluated in terms of biological activities; While the hexane (IC50: 36,50±0,82 µg/mL), methanol (IC50: 40,91±0,97 µg/mL) and water (IC50:32,55±0,84 µg/mL) extracts of Chamomilla recutita have the highest AChE inhibition activity, Helichrysum maracandicum and Chamomilla recutita exhibit high anti-diabetic activity, Chamaenerion latifolium it was determined and Helichrysum maracandicum had higher anti-urease activity than others, and Achillea millefolium and Hypericum perforatum had tyrosinase enzyme inhibition activity compared to others. It was determined that plants with high activity had bioactive compounds such as myricetin, rosmarinic acid, chlorogenic acid, quercetin and apigenin. With this thesis, the volatile organic components, biological activities and phenolic components of tea extracts prepared directly as a dietary product were examined in detail for the first time with a different approach from those done in the literature on Achillea millefolium, Artemisia absinthium, Chamomilla recutita, Helichrysum maracandicum, Tanacetum vulgare, Origanum vulgare, Mentha piperita, Chamaenerion latifolium, Hypericum perforatum species.


Keywords: Traditional Herbal Teas of Kazakhstan, Antioxidant, Anti-diabetic, Anti-cholinesterase, Anti-urease, Anti-tyrosinase, Volatile Organic Compounds, Phenolic Compounds