Propolis biyoaktif bileşenlerinin ultrases destekli ekstraksiyonunda yeşil solventlerin etkinliğinin değerlendirilmesi

Abstract

Propolis, zengin biyoaktif bileşen içeriği nedeniyle yüzyıllar boyunca geleneksel tıpta kullanılan bir arı ürünüdür. Ancak, propolis suda az çözünen reçinemsi yapısı, güçlü tat ve koku gibi özelliklerinden dolayı ham haliyle tüketilememektedir. Bu nedenle kullanılabilirliği arttırmak amacıyla propolis etanol gibi çeşitli organik çözücüler kullanılarak ekstrakte edilmelidir. Günümüzde ise çevre dostu ve geri dönüşüm olanağı sağlayan yeşil çözücüler adı verilen derin ötektik çözücülerin özellikle biyoaktif bileşiklerin ekstraksiyonunda kullanımı artmaya başlamıştır. Yapılan bu çalışmada propolis biyoaktif bileşenleri ultrases destekli derin ötektik çözücü ekstraksiyonu yöntemi kullanılarak ekstrakte edilmiştir. Ultrases destekli ekstraksiyon 1:300 g/mL katı solvent oranı, 50°C sıcaklık, 45 dakika süre ve %100 genlik koşullarında gerçekleştirilmiştir. Propolis ekstraksiyonu, ekstraksiyon etkinliğini değerlendirmek ve karşılaştırmak amacıyla 12 farklı derin ötektik çözücü ve etanol kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Seçilen farklı çözücülerle gerçekleştirilen propolis ekstraktlarında etkinliğin kıyaslanması amacı ile toplam fenolik madde miktarı, toplam flavonoid miktarı, antioksidan aktivite ve antimikrobiyal aktivite değerleri belirlenmiştir. Derin ötektik çözücüler kullanılarak elde edilen ekstraktlar arasında en yüksek toplam fenolik madde miktarı (169,71±5,28 mg GAE/g) ve toplam flavonoid miktarı (129,53±1,50 mg CE/g) sitrik asit-propandiol (1:4) ile ekstrakte edilen propolis örneğinde belirlenmiştir. En yüksek antioksidan aktivite (424,45±11,11 µmol TEAC/g) değerine ise laktik asit-propandiol (1:4) kullanılan ekstraktta ulaşılmıştır. Etanol ile ekstrakte edilen propolis örneğinde ise toplam fenolik madde miktarı 228,19±0,70 mg GAE/g, toplam flavonoid miktarı 221,57±2,86 mg CE/g ve antioksidan aktivite 580,34±23,18 µmol TEAC/g olarak bulunmuştur. Etanol ve laktik asit-propandiol kullanılan ekstraktlarda kafeik asit başat fenolik asit olarak tespit edilirken, sitrik asit-propandiol kullanılan ekstraktta ferulik asit başat fenolik asit olarak belirlenmiştir. Bununla birlikte sitrik asit-propandiol ve laktik asit-propandiol ile hazırlanan propolis ekstraktlarının Escherichia coli (sırasıyla, 15 ve 10 mm/10 µL) ve Staphylococcus aureus (sırasıyla, 13 ve 11 mm/10 µL) üzerinde antimikrobiyal aktiviteye sahip oldukları belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar ekstraksiyonda kullanılan derin ötektik çözücünün antioksidan aktivite, toplam fenolik ve flavonoid miktarı üzerine önemli derecede etkili olduğu göstermektedir (p<0,05). Bu sonuçlar, sitrik asit-propandiol (1:4) ve laktik asit-propandiol (1:4) çözücülerinin propolis ekstraksiyonunda çevreci bir alternatif olarak kullanılabileceğini göstermiştir.

Propolis is bee product that has been used in folk medicine for centuries due to their rich bioactive content. However, propolis is not suitable for raw consumption due to their resinous structure, low water solubility, strong taste, and odor. Thus, propolis must be extracted using different organic solvents, like ethanol, before consumption. Today, deep eutectic solvents, which are called environmentally friendly and recyclable green solvents, have been widely used especially in the extraction of bioactive compounds. In this study, propolis bioactive compounds were extracted using ultrasound assisted deep eutectic solvent extraction method. Ultrasound assisted extraction was carried out at 1:300 g/mL solid solvent ratio, 50°C temperature and 100% amplitude conditions for 45 minutes. The extraction of propolis was carried out 12 different deep eutectic solvents and ethanol (%90) to evaluate and compare extraction efficiency. Total phenolic content, total flavonoid amount, antioxidant activity, and antimicrobial activity values were determined to compare the effectiveness of propolis extractions carried out with different selected solvents. The citric acid-propanediol extract had the greatest total phenolic content (169.71±5.28 mg GAE/g) and total flavonoid content (129.53±1.50 mg CE/g) among the extracts obtained using deep eutectic solvents. The highest antioxidant activity (424.45±11.11 µmol TEAC/g) was obtained in the extract using lactic acid-propanediol (1:4). The total phenolic content was 228.19±0.70 mg GAE/g, the total flavonoid content was 221.57±2.86 mg CE/g, and the antioxidant activity was 580.34±23.18 µmol TEAC/g in the propolis sample extracted with ethanol. The major phenolic compound was caffeic acid in extracts obtained by ethanol and lactic acid-propanediol extraction, while the major phenolic was ferulic acid in extract obtained by citric acid-propanediol extraction. Furthermore, it was determined that propolis extracts obtained with citric acid-propanediol and lactic acid-propanediol have antimicrobial activity on Escherichia coli (15 and 10 mm/10 µL, respectively) and Staphylococcus aureus (13 and 11 mm/10 µL, respectively). The results show that the deep eutectic solvents used in the extraction have a significant effect on the antioxidant activity, total phenolic and flavonoid content (p<0.05). In conclusion, the citric acid-propanediol (1:4) and lactic acid-propanediol (1:4) may be used as an environmentally friendly alternative for propolis extraction.