KAHRAMANMARAS YÖRESİNDE YETİSEN BAZI BİTKİLERİN ANTİMİKROBİYAL AKTİVİTELERİ
Metin DIGRAK1
Ahmet ILÇIM1 Hüseyin TANIS1 Eyüp BAGCI2
1 KSÜ Fen-Edebiyat Fakültesi Biyoloji Bölümü, 46045-K.MARAS-TÜRKİYE
2 Firat Üniversitesi Fen-Edebiyat Fakültesi Biyoloji Bölümü-23169 ELAZIG-TÜRKİYE
ÖZET
Bu çalismada Kahramanmaras yöresinde yetisen Smyrinum olusatrum L. (Umbelliferae), Ajuga orientalis L. (Labiatae), Astragalus schizopterus Boiss. (Fabaceae), Salvia viridis L. (Labiatae) ve Papaver hybridium L. (Papaveraceae)’in antimikrobiyal aktivitesi Disk Difüzyon metodu ile incelenmistir. Çalismada belirtilen bitki ekstraktlarinin antimikrobiyal aktivitesi Escherichia coli DM, Enterobacter aerogenes CCM 2531, Klebsiella pneumoniae FMC 5, Micrococcus luteus LA 2971, Bacillus cereus FMC 19, Bacillus megaterium DSM 32, Bacillus subtilis IMG 22, Pseudomonas aeruginosa DSM 50071, Pseudomonas fluorescens, Streptococcus sp., Staphylococcus aureus COWAN 1, Listeria monocytogenes Scoot A bakterileri ile Saccharomyces cerevisiae UGA 102, Candida albicans CCM 314, Alternaria solani, Aspergillus flavus küf ve mayalari üzerinde test edilmistir.
Arastirma sonucunda, Smyrinum olusatrum L., Astragalus schizopterus Boiss. ve Salvia viridis L.’in yaklasik 500 mg madde içeren diskleri 7-13 mm’lik inhibisyon zonu olusturarak antimikrobiyal etki göstermislerdir. Papaver hybridium L.’nin denenen dozda hiçbir antimikrobiyal aktivitesine rastlanmamistir. Ajuga orientalis L.’nin ekstresi, denenen ekstreler arasinda, 10-23 mm’lik inhibisyon zonlari olusturarak, en fazla antimikrobiyal aktiviteyi göstermistir.
ANAHTAR KELİMELER: Smyrinum olusatrum L., Ajuga orientalis L., Astragalus schizopterus Boiss., Salvia viridis L., Papaver hybridium L., Antimikrobiyal aktivite
ANTIMICROBIAL ACTIVITIES OF SOME PLANTS GROWING IN KAHRAMANMARAS REGION
ABSTRACT
In this study, antimicrobial activity of Smyrinum olusatrum L. (Umbellifera), Ajuga orientalis L. (Labiatae), Astragalus schizopterus Boiss. (Fabaceae), Salvia viridis L. (Labiate) and Papaver hybridium L. (Papaveraceae)’ growing in Kahramanmaras region were investigated by disk diffusion method. Antimicrobial activity of these plants extracts examined on these bacteria and molds: Escherichia coli DM, Enterobacter aerogenes CCM 2531, Klebsiella pneumoniae FMC 5, Micrococcus luteus LA 2971, Bacillus cereus FMC 19, Bacillus megaterium DSM 32, Bacillus subtilis IMG 22, Pseudomonas aeruginosa DSM 50071, Pseudomonas fluorescens, Streptococcus sp., Staphylococcus aureus COWAN 1, Listeria monocytogenes SCOOT A, Saccharomyces cerevisiae UGA 102, Candida albicans CCM 314, Alternaria solani, Aspergillus flavus.
At the end of investigation, the disc of Smyrinum olusatrum L., Astragalus schizopterus Boiss. and Salvia viridis L. containing about 500 mg material showed antibacterial effect by forming inhibition zone of 7-13 mm. However, the antimicrobial activity of Papaver hybridium L. was not observed. Among the extracts, the extracts of Ajuga orientalis L. indicated the most antimicrobial activity having an inhibition zone of 10-23 mm.
KEY WORDS: Smyrinum olusatrum L. (Umbellifera), Ajuga orientalis L. (Labiatae), Astragalus schizopterus Boiss. (Astragalus), Salvia viridis L. (Salvia) ve Papaver hybridium L. (Papaveraceae), Antimicrobial activity
GİRİS
Dünya nüfusunun hizla artmasi, beslenmedeki dengesizlik ve endüstriyel alanlarin gelismesi sonucu, daha önce bilinmeyen pek çok hastaliklarin çikmasina neden olmustur. Günümüzde çesitli hastaliklarin tedavisinde bitkilerden elde edilen dogal kaynakli droglarin kullanimini önemli ölçüde artmistir. Buna bagli olarak tibbi bitkiler ve bunlardan elde edilen bitkisel ilaç hammaddeleri üzerinde yapilan arastirmalar da büyük önem kazanmistir. Bunu en önemli nedenleri arasinda; kullanilan sentetik ilaçlarin önemli yan etkilerinin görülmesi, bazi ilaç hammaddelerinin sentetik olarak yapilamamasi, son zamanlarda oldukça önemli yeni bazi bitkisel droglarin bulunmasi ve bitkisel droglarin çok yönlü etkiye sahip olmasi seklinde siralanabilir.
Dünya saglik teskilati (WHO)’nin 91 ülkenin farmokopelerine ve tibbi bitkileri üzerine yapilmis olan bazi yayinlarina dayanarak hazirladigi bir arastirmaya göre, tedavi amaciyla kullanilan tibbi bitkilerin toplam miktari 20.000 civarindadir (1,2). Bitkilerin mikroorganizmalari öldürücü ve insan sagligi için önemli olan özellikleri 1926 yilindan bu yana laboratuvarlarda arastirilmaya baslanmistir (3).
Türkiye florasinin önemli bir özelligi oldukça zengin bir yapiya sahip olmasidir. Ülkemizde 9000’e yakin bitki türü dogal olarak yetismesine ragmen bunlardan yeterince istifade edilememektedir (4).
Fitonsidler, (bitkilerin sentezledigi ve mikroorganizmalari öldüren veya gelismelerini engelleyen maddeler) bitki dokularinin zedelenmeleri veya herhangi bir infeksiyon halinde, hücrelerde lokalize olan inaktif haldeki anabilesiklerden enzimatik olarak meydana gelmektedir (4,5).
Yapilan bazi arastirmalarda (7-11) ülkemizde yetisen ve önemli potansiyel bir kaynak olan bazi bitki sekonder metabolit ve ekstraktlarinin antimikrobiyal etkileri oldugu belirtilmistir. Bu çalismada kullanilan bitkilerden Smyrinum olusatrum L. (Yabani Kereviz), türü Umbellifera familyasindan olup “Flora of Turkey” adli eserin 4. cildinde yer almaktadir. Bu bitki iki yillik hayat formuna sahiptir. Gövdeleri 30-150 cm uzunlikta tüysüz ve köseli bir yapiya sahiptir. Taban yapraklar 2-4 ternat/pinnat, son segmentler genisten dara dograu eliptik, 6-7.5x2-5 cm ve derin dislidir. Üst gövde yapraklari 1-üçlü veya 3 loplu umbellerin altindakiler genellikle sapsizdir. Umbeller 7-17 isinli, brakte ve braktesi genellikle bulunmaz, mericarplar 5-7x2-2.5 mm dir. Çiçeklenme 3-5. aylar arasinda olmaktadir (12). Meyva mide rahatsizliklarina ve nefes darligina karsi kullanilmaktadir. Yaprak ve kökleri idrar artirici özellige sahiptir (13).
Türkiye florasinda dogal olarak yetisen Ajuga orientalis (Labiate) çok yillik rizomlu lanat-villos tüylü bir bitkidir. Gövdeler köseli, dik veya yükselicidir. Taban yapraklar oblong-eliptiktir. Gövde yapraklari obovat-oblong disli ve 1-2 çifttir. Vertisillatlar 4-6 (-12) çiçeklidir. Brakteler obovat-orbicular 3-7 disli ve çiçeklerden uzundur. Kaliks 6-9 mm, korolla 10-13 mm, alt dudagi krem (3 disli), üst dudagi 2 parçali menekse-mavi renktedir. Stamenler korolla tüpü içerisindedir. Bitki 4-7 aylar arasinda çiçeklenir. Genellikle nemli habitatlari tercih ederler.
Yapilan bu çalismada yukarida özellikleri belirtilen Smyrinum olusatrum L. (Umbelliferae), Ajuga orientalis L. (Labiatae), Astragalus schizopterus Boiss. (Fabaceae), Salvia viridis L. (Labiatae) ve Papaver hybridium L. (Papaveraceae)’in antimikrobiyal etkileri arastirilmistir. Böylece ülkemizde dogal olarak yetisen ve tibbi özellikleri olan bitkileri tespit etmek, yapilan ve yapilacak olan çalismalara katkida bulunmak amaçlanmistir.
MATERYAL VE METOT
Materyal
Örneklerin Alinisi
Arastirmada kullanilan bitki örnekleri Smyrinum olusatrum L. (Umbelliferae), Sir Baraji/K.Maras civari 600-650 m., Ajuga orientalis L. (Labiatae) Çimendagi/K.Maras 600-700 m, Astragalus schizopterus Boiss. (Fabaceae) Çimendagi/K.Maras 600-700 m, Salvia viridis L. (Labiatae) Karcasu/K.Maras 510-570 m. ve Papaver hybridium L. (Papaveraceae) Haruniye/Osmaniye 700 m’den temin edilmistir.
Mikroorganizmalar
Çalismada kullanilan mikroorganizma suslari Firat Üniversitesi Fen-Edebiyat Fakültesi Biyoloji Bölümü Mikrobiyoloji Laboratuvari Kültür Kolleksiyonundan alinmistir. Arastirmada elde edilen bitki ekstraktlari Escherichia coli DM, Enterobacter aerogenes CCM 2531, Klebsiella pneumoniae FMC 5, Micrococcus luteus LA 2971, Bacillus cereus FMC 19, Bacillus megaterium DSM 32, Bacillus subtilis IMG 22, Pseudomonas aeruginosa DSM 50071, Pseudomonas fluorescens, Streptococcus sp., Staphylococcus aureus COWAN 1, Listeria monocytogenes Scoot A bakterileri ile Saccharomyces cerevisiae UGA 102, Candida albicans CCM 314, Alternaria solani, Aspergillus flavus maya ve küfleri üzerinde test edilmistir.
Metot
Bitki Ekstrelerinden Antibiyotik Disklerin Hazirlanisi
Örnekler laboratuvara getirilerek teshisleri yapilmis ve steril sartlarda parçalanarak 20 g örnek 150 ml Kloroform (Merck, Darmstadt) içerisinde Soxhlet cihazina yerlestirilerek 24 saat ektraksiyona tabi tutulmustur (14,15). Süre sonunda 250 ml’lik cam balon içinde, vakum altinda 50-55 °C’de döner buharlastiricida (BÜCHİ, Rotavapor-RE 111, 9230 Flawil, İsviçre) yaklasik 1 ml kalincaya kadar buharlastirilmistir. Aletten çikarilan balona 3 ml kloroform ilave edilerek çalkalanmis ve karisim antibiyotik testlerde kullanilincaya kadar 4 °C’de muhafaza edilmistir (16). Daha sonra hazirlanan bu ekstraklardan mikropipet ile 6 mm çapindaki bos steril antibiyotik disklere (Schleicher & Schül, Nr. 2668, Almanya) 15 ml emdirilmistir. Kontrol olarak da sadece kloroform emdirilmis diskler kullanilmistir.
Mikroorganizma Kültürlerinin Hazirlanmasi
Bakteri suslari Nutrient Broth (Difco)' a asilanarak 30± 0.1 °C de 18 saat, maya suslari Sabouraud Dextrose Broth (Difco)' da 24 saat süre ile inkübe edilmistir. Erlenmayer kaplarinda sterilize edilen ve 45 - 50 °C ye kadar sogutulan Müller Hinton Agar (Oxoid), yukarida belirtildigi sekilde hazirlanan bakteri (103-104 adet/ ml) ve maya (102 adet/ml) suslarinin 24 saatlik buyyondaki kültürü ile % 1 oraninda asilanarak iyice çalkalandiktan sonra 9.0 cm çapindaki steril petri kutularina steril pipetlerle 15' er ml dagitilmis ve besiyerinin homojen bir sekilde petri kutusu içinde dagilmasi saglanmistir. Alternaria ve Aspergillus türleri Malt Ekstrakt Agar (MEA)’a asilanarak 8 gün süreyle 25 °C’de inkübe edilmistir. Kültür üzerine 10 ml steril fizyolojik su dökülmüs ve asilama ignesi ile yavasca karistirilarak spor süspansiyonu hazirlanmistir. Bu spor süspansiyonundan 0.2 ml alinmis ve MEA’a asilanmistir. Ekimi yapilan bakteri, maya ve küf kültürleri üzerine ekstrakt emdirilmis diskler hafifce bastirilarak yerlestirilmistir. Bu sekilde hazirlanan petri kutulari 4 °C’ de 1 saat bekletildikten sonra bakteri asilanan plaklar 35± 0.1 °C de 18-24± 2 saat, maya asilanan plaklar ise 25± 0.1 °C de 3 gün, küf asilananlar ise 25± 0.1 °C’de 7 gün süre ile inkübe edilmistir (17,18). Süre sonunda besiyeri üzerinde olusan inhibisyon zonlari mm olarak degerlendirilmistir.
BULGULAR
(
Çalismada elde edilen bulgular Tablo 1’de verilmistir. Tablo’da görüldügü gibi, Smyrinum olusatrum ekstresinin antifungal etkisi antibakteriyal etkisinden yüksek oldugu gözlenmistir. Ajuga orientalis ekstresinin antifungal ve antibakteriyal aktivitesinin denenen ekstreler arasinda en yüksek oldugu gözlenmistir. Astragalus schizopterus ekstresi E.coli, E. aerogenes, M. luteus ve P. fluorescens’e karsi 7-10 mm’lik inhibisyon zonlari olusturmustur. Bu ekstrenin hiç bir antifungal aktivitesi bulunmamistir. Salvia viridis ekstresinin antifungal aktivitesinin antibakteriyal aktivitesinden fazla oldugu görülmüstür. Papaver hybridium ekstresi denenen mikroorganizmalara hiç etkili olamamistir. Kontrol olarak kullanilan kloroformlu disklerde hiç bir antimikrobiyal etkiye rastlanmamistir.
TARTISMA
Tablo 1’de görüldügü gibi Ajuga orientalis L.’den hazirlanan ekstreler, B. megaterium DSM 32, B. cereus FMC 19’ un gelismesini en fazla engellemistir (23 mm inhibisyon zonu). Belirtilen bitki ekstraktlari M. luteus LA 2971 (21 mm), K. pneumoniae FMC 5 (20 mm), S. aureus Cowan 1 ve B subtilis IMG 22’nin gelismesini de (19 mm inhibisyon zonu) inhibe etmistir. A. orientalis L. ekstresinin B. subtilis IMG 22’nin gelismesini engelleyici etkisi Sekil 1’de gösterilmistir.
Çalismada kullandigimiz diger bakterilerden E. aerogenes CCM 2531, E. coli DM, L. monocytogenes Scoot A, P. aeruginosa DSM 50071, P. flouroscens ve Streptococcus sp. nin gelismeleri de Ajuga orientalis ekstresi tarafindan engellenmistir. Candida albicans CCM 314 ve S. cerevisiae UGA 102’nin gelismesi de engellenerek (10-13 mm inhibisyon zonu) antifungal etkisinin oldugunu da göstermistir. İlave olarak 15 mm inhibisyon zonu ile A. solani ve A. flavus’un gelismelerinin inhibe oldugu da tespit edilmistir. İlçim ve ark. (9) yaptiklari çalismada Juniperus drupaceae ekstresinin B. subtilis, B. brevis ve S. aureus disinda çalismada kullandiklari bakterilerin gelismesini inhibe ettigini belirtmislerdir. Morus nigra ekstresinin ise K. pneumoniae ve S. aureus’un gelismesi üzeine engelleyici etkisinin olmadigini tespit etmislerdir.
Smyrinum olusaturum L. ekstresi B. cereus FMC 19, B. megaterium DSM 32 ve B. subtilis IMG 22 disinda diger bakterilerin gelismesini inhibe etmistir. Tablo 1’de görüldügü gibi K. pneumoniae FMC 5’nin gelismesi en fazla engellenen tür olmustur (12 mm inhibisyon zonu). P. flourescens ve E. aerogenes CCM 2531 ikinci derecede gelismesi engellenen türler olmustur (10 mm inhibisyon zonu). Diger bakterilerin gelismesi ise 8-9 mm inhibisyon zonu olacak sekilde inhibe olmustur. Belirtilen bitki ekstresinin çalismada kullandigimiz maya ve küflere karsi antifungal etkisinin oldugu tespit edilmistir. Özellikle A. solani ve A. flavus’a karsi daha etkili oldugu gözlenmistir (13 mm inhibisyon zonu).
E. aerogenes CCM 2531 (9 mm) ve P. aeruginosa DSM 50071 (11 mm inhibisyon zonu)’nin gelismesi Salvia viridis ekstrakti tarafindan inhibe edilmistir. M. luteus LA 2971, B. megaterium DSM 32, B. subtilis IMG 22, L. monocytogenes Scoot A, S. aureus Cowan 1 ve K. pneumoniae FMC 5 ve P. fluoroscens türlerinin gelismesi de degisik oranlarda (7-8 mm inhibisyon zonu) engellenmistir (Tablo 1). S. viridis’in antifungal etkili oldugu da belirlenmistir (S. cerevisiae UGA 102, 10 mm; C. albicans, 11 mm; A. solani , 10 mm; A. flavus 12 mm inhibisyon zonu). Yapilan benzer bir çalismada Parmelia furfuracea, Myritus communis subsp. communis ve Eugenia caryophyllata’nin Gram + ve Gram - bakteriler üzerine antimikrobiyal etkilerinin oldugu belitilmektedir (4). Ulubelen ve ark. (19) Salvia forskahlei’nin içeriklerini analiz etmis ve forskalinon ve dimerik sinamik asit esterlerinin Staphylococcus epidermidis orta derecede ve Enterococcus faecalis’in gelismesini ise önemsiz olarak inhibe ettigini tespit etmislerdir. Ayrica trans-4-0-metil-cafeik asit dimer oktanol ester’in Candida albicans’a etkili olamadigi, cis izomerinin ise çok önemsiz derecede aktivite gösterdigini belirtmislerdir.
Astragalus schizopterus Boiss’ten elde edilen ekstre, P. fluorescens ve M. luteus LA 2971’un gelismesini en fazla inhibe etmistir (10 mm inhibisyon zonu). Ayrica, E. aerogenes CCM 2531 ve E. coli DM’nin gelismeleri de belirtilen bitki ekstresi tarafindan engellenirken diger bakteri ve funguslarin gelismesi üzerinde etkili olmadigi tespit edilmistir. Çalismada kullandigimiz Papaver hybridium L.’den elde edilen ekstrelerin ise antimikrobiyal etkilerinin olmadigi tespit edilmistir. Pseudevernia furfuracea (L.) Zopf. var. furfuracea’nin kloroform ekstresinin B. subtilis, E. coli, P. aeruginosa ve S. aureus türlerine karsi antibakteriyal etkisi arastirilmis ve ekstrenin B. subtilis ve S. aureus’un gelismesini önemli derecede engelledigi belirtilmistir (20). Abbasoglu ve Turkoz (21), Saponin ekstrelerinin E. coli, P. aeruginosa, Streptococcus faecalis, S. aureus, C. albicans, C. parapsilosis ve C. pseudotropicalis türlerinin gelismesini engelledigi tespit edilmistir. Çalismalar çesitli bitki ekstrelerinin antibakteriyal etkilerinin farkli oldugunu göstermektedir. Bu ise bitkinin sahip oldugu kimyasal kompozisyon, kullanilan mikroorganizma türü, ekstraksiyonda kullanilan madde ve yöntemdeki farkliliklaradan ileri gelebilecegi düsünülmektedir.
Çalismada bulunan sonuçlar, ülkemizde dogal olarak yetisen ve potansiyel zenginlik kaynagi olan bu bitkilerin tibbi ve ekonomik olarak degerlendirilmesi ve gerekli incelemelerin yapilarak tip ve eczacilik alanlarinda kullanilabilme imkanlarinin arastirilmasinin yararli olacagini göstermektedir.
KAYNAKLAR
1. Kalaycioglu, A., Öner, C., Bazi Bitki ekstraktlarinin antimutajenik etkilerinin Ames-Salmonella test Sistemi ile Arastirilmasi, Tr. J. Botany, 18, 117-122. 1994.
2. Penso, G., Index Plantarum Medicinalum Totis Mundi Eorumque Synnony-morum, Milano, 1983.
3. Vonderbank, H., Ergebnisse der Chemotherapie der Tuberculose, Pharmazie, 4, 198-207, 1949.
4. İlçim, A., Digrak, M., Bagci, E. 1998. Bazi bitki ekstrelerinin antimikrobiyal etkilerinin arastirilmasi. Tr. J. of Biology, (Baskida).
5. Keskin, H., Besin Kimyasi, 1, 544 - 550, Fatih Yayinevi Matbaasi, İstanbul, 1981.
6. Bagci, E., Digrak, M. 1997. Bazi Göknar türleri uçucu yaglarinin in vitro antimikrobiyal etkileri. Tr. J. of Biology, 21: 273-281.
7. Digrak, M. Bagci, E. 1995. Picea pungens Engelm cv. glauca ve Cedrus libani uçucu yaglarinin antimikrobiyal etkileri. Firat Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 7 (1): 114-121.
8. Bagci, E., Digrak, M. 1996. Bazi orman agaçlarinin uçucu yaglarinin antimikrobiyal aktiviteleri. Tr. J. of Biology, 20: 191-198.
9. İlçim, A., Digrak, M. Bagci, E. 1996. Juniperus drupacea lab., Morus nigra ve Jasminun fruticans L.’nin antimikrobiyal etkisi. I. Kizilirmak Fen Bilimleri Kongresi, 14-16 Mayis 1997, Bildiriler Kitabi Sayfa 116-121, Kirikkale.
10. Bagci, E. Digrak, M. 1996. Antimicrobial activity of essential oils some Abies (Fir) species from Turkey. Flavour and Fragrance Journal, 11: 251-256.
11. Bagci, E., Digrak, M. 1994. Abies nordmanniana spp. nordmanniana ve A. nordmanniana equi-trojani uçucu yaglarinin antimikrobiyal aktiviteleri. XII. Ulusal Biyoloji Kongresi, 6-8 Temmuz 1994, Bildiriler Kitabi (Botanik Seksiyonu), Sayfa 227-231, Edirne.
12. Davis, P.H., Flora of Turkey and the East Aegean Islands, Vol. 4. Edinburgh Universty Press, 1972.
13. Khan, N.H., Rahman, M., Kamal, Nur-E., Antibacterial activity of Euphorbia thymifolia Linn. Indian J. Med. Res. 87, 395-397. 1988.
14. Özçelik, S. Gida Mikrobiyolojisi Laboratuvar Kilavuzu. F.Ü. Fen-Edebiyat Fakültesi Yayinlari, Yayin No: 1 , Sayfa 135. Elazig,1992.
15. Collins, C.M. and Lyne, P.M Microbiological Methods. Butterworths & Co. (Publishers) Ltd. London, 1989, 450 sayfa.
16. Frank, H.K., Orth, R., Hermann, R., 1988. Patulin lebensmitelln pflanzlicher herkunf. I. Kernobst und daraus hergestelle produke. Z. Lebensm. Unters. Forsch. 162, 149-157.
17. David, A.P., McCuen, J.P. Manual of BBL Products and Laboratory Procedures. Sixth Edition, U.S.A, 67-72. 1988
18. Bradshaw, L.J. Laboratory Microbiology. Fourth Edition. Printed in U.S.A. 435 sayfa, 1992.
19. Ulubelen, A., Sönmez, U., Topcu, G., Johansson, C.B. 1996. An abietane diterpene and two phenolics from Salvia forskahlei. Phytochemistry, 42,1, 145-147.
20. Öztürk, S., Güvenç, S. 1995. Comparison of antimicrobial effects of lichen samples of Pseudevernia furfuracea (L.) Zopf. var. furfuracea collected from different regions. Tr. J. of Botany, 19,1, 145-148.
21. Abbasoglu, U., Turkoz, S. 1995. Antimicrobial activities of saponin extracts from some indigenous plants of Turkey. International J. of Pharmacognosy, 33, 4, 293-296.