Chemical and Biological Evaluation of Palestinian Carob (Ceratonia siliqua) Parts

Abstract

Abstract Ceratonia siliqua (carob) is a notable example of medicinal plant herb, belonging to the Leguminosae family and is a valuable medicinal plant in traditional and modern pharmacological research. Recent phytochemical studies have revealed that C. siliqua is a rich source of tannins, polyphenols, flavonoids, and phenolic acids, contributing to its antioxidant properties. This study determined the antioxidant and antibacterial properties of diluted (1:20) methanolic extracts from various C. siliqua plant parts (seeds, leaves, and peels). Phytochemical screening and the volatile profile were also screened. Antioxidant capacity was assessed using DPPH● and ABTS●+ free radical scavenging assays, with the highest activities observed in leaves. The DPPH● scavenging percentage for the leaves was 83.31%, while ABTS●+ scavenging was 94.78%. Total phenolic content (gallic acid equivalents (GAE)) was also highest in the leaves (781.26 mg GAE/g dry weight). Antibacterial activity was evaluated against Gram-positive Staphylococcus aureus and Gram-negative bacteria such as E. coli, Pseudomonas aeruginosa, and Klebsiella spp. using disk and well diffusion methods. The leaf extract demonstrated significant antibacterial activity, particularly against Staphylococcus aureus (133.33% and 111.1%) inhibition in well and disk diffusion assays, respectively. Resistant E. coli and S. aureus were susceptible to leaves methanolic recording 53%, and 126% inhibition compared with positive control, respectively. Phytochemical screening revealed the presence of various bioactive compounds, including alkaloids, flavonoids, phenolic groups, glycosides, saponins, quinones, steroids, and terpenoids in different plant parts. GC-MS analysis identified at least five different volatile compounds in each C. siliqua part, including tetradecanoic acid, pentadecanoic acid, nonanoic acid, methyl hexadecanoate, eicosanoic acid, s-tocopherol (Vitamin E), hexanoic acid ethyl ester, heptadecane, and phytol. The study highlights the potential of C. siliquaextracts, particularly from leaves, as natural sources of antioxidants and antibacterial agents, suggesting their use in developing natural health products.

الملخص يعتبر نبات الخروب مثالاً بارزًاعلى النباتات الطبية، فهو ينتمي إلى عائلة Leguminosae وهو نبات طبي قيم في الأبحاث الدوائية التقليدية والحديثة. وقد كشفت الدراسات الكيميائية النباتية الحديثة أن نبات الخروب يعد مصدرًا غنيًا بالعفص والبوليفينول والفلافونويد والأحماض الفينولية، مما يساهم في خصائصه المضادة للأكسدة. حددت هذه الدراسة خصائص مضادات الأكسدة والبكتيريا للمستخلصات الميثانولية المخففة (1:20) من أجزاء مختلفة من نبات الخروب (البذور والأوراق والقشور). كما تم فحص المركبات الكيميائية والزيوت المتطايرة. تم تقييم قدرة مضادات الأكسدة باستخدام اختبارات إزالة الجذور الحرة ●DPPH ، و●+ABTSمع ملاحظة أعلى الأنشطة في الأوراق. بلغت نسبة إزالة ●DPPH للأوراق 83.31%، بينما بلغت نسبة إزالة ABTS●+ 94.78%. كما كان إجمالي محتوى الفينول (مكافئ حمض الجاليك (GAE)) أعلى في الأوراق (781.26 مجم GAE/جم وزن جاف). تم تقييم النشاط المضاد للبكتيريا ضد المكورات العنقودية الذهبية موجبة الجرام والبكتيريا سالبة الجرام مثل).Escherichia coliوPseudomonas aeruginosaوKlebsiella spp.(باستخدام طرق الانتشار بالقرص والآبار. أظهر مستخلص الأوراق نشاطًا مضادًا للبكتيريا بشكل كبير، وخاصة ضد المكورات العنقودية الذهبية (133.33% و111.1%) في اختبارات الانتشار بالآبار والقرص على التوالي. كانت Escherichia coli وStaphylococcus aureusالمقاومة عرضة للأوراق التي سجلت تثبيطًا ميثانوليًا بنسبة 53% و126% مقارنةً بالضوابط الإيجابية على التوالي. كشف الفحص الكيميائي النباتي عن وجود العديد من المركبات النشطة بيولوجيًا، بما في ذلك القلويدات والفلافونويدات والمجموعات الفينولية والجليكوسيدات والسابونين والكينونات والستيرويدات والتربينويدات في أجزاء مختلفة من النبات. حدد تحليل كروماتوغرافيا الغاز-مطياف الكتلة خمس مركبات متطايرة مختلفة على الأقل في كل جزء من نبات الخروب، بما في ذلك حمض التترادكانويك وحمض البنتاديكانويك وحمض النونانويك وهكساديكانوات الميثيل وحمض الإيكوسانويك وس-توكوفيرول (فيتامين هـ) وإستر إيثيل حمض الهكسانويك والهبتاديكان والفايتول. تسلط الدراسة الضوء على إمكانات مستخلصات الخروب، وخاصة من الأوراق، كمصدر طبيعي لمضادات الأكسدة والعوامل المضادة للبكتيريا، مما يشير إلى استخدامها في تطوير منتجات صحية طبيعية.