Antioxidant activity of St. John’s Wort extracts obtained with ultrasound-assisted extraction

Anna Muzykiewicz, Katarzyna Florkowska, Anna Nowak, Joanna Zielonka-Brzezicka, Adam Klimowicz

Abstract


Introduction: St. John’s Wort (Hypericum perforatum L.) is a plant from the Hypericaceae family commonly occurring in Europe, Asia, Africa and North America. It is used for medical purposes, for example in depression, viral or bacterial diseases, as well as diseases of the digestive system. St. John’s Wort is a source of hypericin as well as flavonoids useful to reduce the harmful effects of free radical action.

The aim of the study was to evaluate the antioxidant activity of alcoholic and aqueous extracts of H. perforatum.

Materials and methods: St. John’s Wort extracts were prepared in ethanol, methanol and isopropanol (each of 40%, 70% (v/v) and undiluted) and in water, with ultrasound-assisted extraction. Plant samples were extracted for 15, 30 and 60 min, and the antioxidant potentials of the extracts evaluated using 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) aand ferric reducing antioxidant power (FRAP).

Results: All the extracts showed antioxidant activity. In the case of the DPPH evaluation, the results ranged 2.42–4.37 mg trolox/g of raw material, which corresponds to 53.89–91.98% radical scavenging activity (RSA). The highest results were obtained for samples extracted for 60 min, with the antioxidant activity of most of them above 4.00 mg trolox/g of raw material. In the case of FRAP evaluation, the reducing power of the extracts ranged 1.40–37.82 mg FeSO4/g of raw material, with the highest results found for samples prepared in undiluted methanol. In contrast, the antioxidant capacity of the aqueous extracts was low.

Conclusions: St. John’s Wort herb showed high antioxidant activity. In most cases, higher potentials were found for the extracts prepared in undiluted alcohols. The type of solvent used and the extraction time influenced the antioxidant properties of the extracts.


Keywords


Hypericum perforatum L.; DPPH; FRAP; antioxidant activity; ultrasound-assisted extraction

Full Text:

PDF

References


Ganzera M, Zhao J, Khan IA. Hypericum perforatum – chemical profiling and quantitative results of St. John’s Wort products by an improved high‐performance liquid chromatography method. J Pharm Sci 2002;91(3):623-30. doi: 10.1002/jps.10057.

Dobros N. Zioła o działaniu uspokajającym i przeciwdepresyjnym. Post Fitoter 2017;18(3):215-22. doi: 10.25121/PF.2017.18.3.215.

Muzykiewicz A, Nowak A, Klimowicz A, Florkowska K. Fotoalergeny i związki fototoksyczne pochodzenia roślinnego. Zagrożenia i korzyści terapeutyczne. Kosmos 2017;66(2):207-16.

Russo E, Scicchitano F, Whalley BJ, Mazzitello C, Ciriaco M, Esposito S, et al. Hypericum perforatum: pharmacokinetic, mechanism of action, tolerability, and clinical drug–drug interactions. Phytother Res 2014;28(5):643-55. doi: 10.1002/ptr.5050.

Barnes J, Anderson LA, Phillipson JD. St John’s wort (Hypericum perforatum L.): a review of its chemistry, pharmacology and clinical properties. J Pharm Pharmacol 2001;53(5):583-600.

Turek S. Ziele dziurawca zwyczajnego – składniki czynne i potencjalne zastosowania lecznicze. Post Fitoter 2005;6(3-4):80-6.

Nowak G. Fitoterapia ośrodkowego układu nerwowego. In: Nawrot J, Nowak G, editors. Leki pochodzenia naturalnego. Poznań: Wydawnictwo Naukowe Uniwersytetu Medycznego im. Karola Marcinkowskiego; 2018. p. 9-36.

Ramalhete N, Machado A, Serrano R, Gomes ET, Mota-Filipe H, Silva O. Comparative study on the in vivo antidepressant activities of the Portuguese Hypericum foliosum, Hypericum androsaemum and Hypericum perforatum medicinal plants. Ind Crops Prod 2016;82:29-36. doi: 10.1016/j.indcrop.2015.12.014.

Becker L, Zaiter A, Petit J, Zimmer D, Karam MC, Baudelaire E, et al. Improvement of antioxidant activity and polyphenol content of Hypericum perforatum and Achillea millefolium powders using successive grinding and sieving. Ind Crops Prod 2016;87:116-23.

Sekeroglu N, Urlu E, Kulak M, Gezici S, Dang R. Variation in total polyphenolic contents, DNA protective potential and antioxidant capacity from aqueous and ethanol extracts in different plant parts of Hypericum perforatum L. Indian J Pharm Educ Res 2017;51(2S):S1-S7. doi: 10.5530/ijper.51.2s.43.

Кatsarova М, Dimitrova S, Lukanov L, Sadakov F, Denev P, Plotnikov E, et al. Antioxidant activity and nontoxicity of extracts from Valeriana officinalis, Мelissa officinalis, Crataegus monogyna, Hypericum perforatum, Serratula coronatа and combinations Antistress 1 and Antistress 2. Bulg Chem Commun 2017;49(G):93-8.

Muzykiewicz A, Zielonka-Brzezicka J, Klimowicz A, Florkowska K. Jarząb pospolity (Sorbus aucuparia L.) jako źródło składników o potencjalnym działaniu antyoksydacyjnym – porównanie właściwości przeciwutleniających ekstraktów z liści, kwiatów i owoców. Probl Hig Epidemiol 2017;98(2):125-32.

Zielonka-Brzezicka J, Nowak A, Zielińska M, Klimowicz A. Porównanie właściwości przeciwutleniających wybranych części maliny właściwej (Rubus idaeus) i jeżyny europejskiej (Rubus fruticosus). Pomeranian J Life Sci 2016;62(4):52-9. doi: 10.21164/pomjlifesci.269.

Nowak A, Zielonka-Brzezicka J, Pechaiko D, Tkacz M, Klimowicz A. Ocena właściwości antyoksydacyjnych liści Ginkgo biloba L. po zakończeniu wegetacji. Pomeranian J Life Sci 2017;63(1):24-30. doi: 10.21164/pomjlifesci.222.

Napoli E, Siracusa L, Ruberto G, Carrubba A, Lazzara S, Speciale A, et al. Phytochemical profiles, phototoxic and antioxidant properties of eleven Hypericum species – A comparative study. Phytochemistry 2018;152:162-73. doi: 10.1016/j.phytochem.2018.05.003.

Béjaoui A, Salem IB, Rokbeni N, M´rabet Y, Boussaid M, Boulila A. Bioactive compounds from Hypericum humifusum and Hypericum perfoliatum: inhibition potential of polyphenols with acetylcholinesterase and key enzymes linked to type-2 diabetes. Pharm Biol 2017;55(1): 906-11. doi: 10.1080/13880209.2016.1270973.

Wianowska D, Wiśniewski M. Simplified procedure of silymarin extraction from Silybum marianum L. Gaertner. J Chromat Sci 2015;53(2):366-72. doi: 10.1093/chromsci/bmu049.

Gawlik-Dziki U, Kowalczyk D. Wpływ warunków ekstrakcji na aktywność przeciwutleniającą ekstraktów z kiełków rzodkiewki. Żywn Nauka Technol Jakość 2017;1(50):132-9.

Pawlak S, Sielicka M. Wpływ rozpuszczalnika zastosowanego do ekstrakcji na oznaczoną zawartość związków fenolowych i aktywność przeciwutleniającą wytłoków z aronii. In: Górecka D, Pospiecha E, editors. Zagospodarowanie ubocznych produktów przemysłu spożywczego. Poznań: Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu; 2016. p. 25-33.

Wang J, Sun B, Cao Y, Tian Y, Li X. Optimization of ultrasound-assisted extraction of phenolic compounds from wheat bran. Food Chem 2008;106(2):804-10. doi: 10.1016/j.foodchem.2007.06.062.

Newerli-Guz J. Przeciwutleniające właściwości majeranku ogrodowego Origanum majorana L. Probl Hig Epidemiol 2012;93(4):834-7.

Kiewlicz J, Malinowska P, Szymusiak H. Aktywność przeciwrodnikowa wybranych wyciągów ziołowych. Probl Hig Epidemiol 2013;94(2):317-20.




DOI: https://doi.org/10.21164/pomjlifesci.640

Copyright (c) 2019 Anna Muzykiewicz, Katarzyna Florkowska, Anna Nowak, Joanna Zielonka-Brzezicka, Adam Klimowicz

License URL: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pl/