ISSN: 0377-9777 / e-ISSN: 1308-2523
Analytical insights into edible plant volatiles: SPME-GC/MS analysis and antioxidant/anticancer evaluation with in vitro and in silico methods [Turk Hij Den Biyol Derg]
Turk Hij Den Biyol Derg. 2025; 82(1): 67-84 | DOI: 10.5505/TurkHijyen.2025.65289

Analytical insights into edible plant volatiles: SPME-GC/MS analysis and antioxidant/anticancer evaluation with in vitro and in silico methods

Emine ATEŞ ARSLAN1, Nilüfer VURAL2, Emine Kübra İNAL3, Sibel KAYMAK2, Mehmet Abdülkadir AKAY3, Mustafa TAŞTEKİN3
1Ministry of Health Turkish Pharmaceuticals and Medical Devices Agency
2Ankara Yıldırım Beyazıt University
3Ankara University

INTRODUCTION: Due to the secondary metabolites, edible plants have been a recent focus in the literature for their biotherapeutic effects and functional food potentials. Discovering the aromatic bioactive components of plants consumed as food is of great importance in an ethnobotanical vision. In this context, the study investigated Helichrysum arenarium L., Origanum sipyleum L., Plantago major L., and Rumex spp. species both in vitro and in silico.
METHODS: The volatile composition and identification of these plants were determined using carboxen-polydimethylsiloxane / solid-phase microextraction (CAR-PDMS/SPME) fiber with gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS) method. Moreover, the antioxidant activities of the plants were determined using a 2,2′-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) radical and β-carotene-linoleic acid assays. To determine their antioxidant activities and inhibitory effects on oral cancer, molecular docking analysis was conducted. Also, ADMET (absorption, distribution, metabolism, elimination and toxicity) properties were identified, the presence of carcinogenic and mutagenic components was investigated, and their potentials for various diseases were revealed through PASS (prediction of activity spectra for substances) analysis.
RESULTS: The results indicate that the plants exhibit a rich profile of volatile bioactive compounds, with the highest bioactive compound content found in Rumex spp. Compared with other plants, Helichrysum arenarium was found to have the highest antioxidant potential and in silico anticancer potential. Additionally, it was determined that the various volatile compounds of the plants could have protective effects on the gastrointestinal system and could be used particularly for stomach complaints.This investigation shows that these plants may have pharmaceutical and dietary potential as functional foods.


DISCUSSION AND CONCLUSION: This investigation shows that these plants may have pharmaceutical and dietary potential as functional foods.


Keywords: Gas chromatography-mass spectroscopy, edible plants, functional food, molecular docking simulation

Yenilebilir bitki uçucu maddelerine ilişkin analitik bilgiler: SPME-GC/MS analizi ve in vitro ve in silico yöntemlerle antioksidan/antikanser değerlendirme

Emine ATEŞ ARSLAN1, Nilüfer VURAL2, Emine Kübra İNAL3, Sibel KAYMAK2, Mehmet Abdülkadir AKAY3, Mustafa TAŞTEKİN3
1Sağlık Bakanlığı Türkiye İlaç Ve Tıbbi Cihaz Kurumu
2Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi
3Ankara Üniversitesi

GİRİŞ ve AMAÇ: Yenilebilir bitkiler, sekonder metabolitleri kaynaklı, biyoterapötik etkileri ve fonksiyonel gıda potansiyelleri açısından literatürde son zamanların odak noktası olmuştur. Gıda olarak tüketilen bitkilerin aromatik biyoaktif bileşenlerinin keşfedilmesi etnobotanik vizyonda büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada, Helichrysum arenarium L., Origanum sipyleum L., Plantago major L. ve Rumex spp. türleri hem in vitro hem de in siliko olarak araştırılmıştır.
YÖNTEM ve GEREÇLER: Bu bitkilerin uçucu bileşimi ve tanımlanması karboksen-polidimetilsiloksan/katı faz mikroekstraksiyon (CAR-PDMS/SPME) fiber ile gaz kromatografisi/kütle spektrometresi (GC/MS) yöntemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Ayrıca bitkilerin antioksidan aktiviteleri 2,2′-difenil-1-pikrilhidrazil (DPPH) radikali ve β-karoten-linoleik asit analizleri kullanılarak belirlenmiştir. Antioksidan aktiviteleri ve oral kansere yönelik inhibitör etkilerini belirlemek amacıyla moleküler docking (yanaştırma) analizleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, ADMET (absorbsiyon, dağılım, metabolizma, eliminasyon ve toksisite) özellikleri belirlenmiş, karsinojenik ve mutajenik bileşenlerin varlığı araştırılmış ve çeşitli hastalıklara yönelik potansiyelleri PASS (maddelerin aktivite spektrumlarının tahmini) analizi ile ortaya konulmuştur.
BULGULAR: Sonuçlar, bitkilerin zengin bir uçucu biyoaktif bileşen profili sergilediğini ve en yüksek biyoaktif bileşen içeriğinin Rumex spp.’de bulunduğunu göstermiştir. Diğer bitkilerle karşılaştırıldığında, Helichrysum arenarium’un en yüksek antioksidan ve in siliko antikanser potansiyeline sahip olduğu bulunmuştur. Ayrıca, bitkilerin çeşitli uçucu bileşenlerinin gastrointestinal sistem üzerinde koruyucu etkileri olabileceği ve özellikle mide şikayetlerinde kullanılabileceği belirlenmiştir. Sonuçlar, bitkilerin zengin bir uçucu biyoaktif bileşen profili sergilediğini ve en yüksek biyoaktif bileşen içeriğinin Rumex spp.’de bulunduğunu göstermiştir. Diğer bitkilerle karşılaştırıldığında, Helichrysum arenarium’un en yüksek antioksidan ve in siliko antikanser potansiyeline sahip olduğu bulunmuştur. Ayrıca, bitkilerin çeşitli uçucu bileşenlerinin gastrointestinal sistem üzerinde koruyucu etkileri olabileceği ve özellikle mide şikayetlerinde kullanılabileceği belirlenmiştir.
TARTIŞMA ve SONUÇ: Bu araştırmada kullanılan bitkilerin fonksiyonel gıdalar olarak farmasötik ve diyet potansiyeline sahip olabileceğini göstermektedir.

Anahtar Kelimeler: Gaz kromatografi-kütle spektrometresi, yenilebilir bitkiler, fonksiyonel gıda, moleküler docking simülasyonu

Corresponding Author: Nilüfer VURAL, Türkiye
Manuscript Language: English
×
APA
NLM
AMA
MLA
Chicago
Copied!
CITE
LookUs & Online Makale