Chemical Characterization of Coriandrum sativum Extracts and Their Applications

Abstract

Abstract Coriandrum sativum L., an annual herbaceous plant of the Apiaceae family, is native to the Mediterranean and Nile basins and is widely recognized as one of the most valuable medicinal and aromatic spices. It’s essential oils, though present in minor quantities across its various organs—including leaves, stems, flowers, and seeds—are the primary source of its distinctive organoleptic and bioactive properties, underpinning its extensive applications in the food, pharmaceutical, and perfumery industries. The present study was undertaken to systematically evaluate the phytochemical composition, antioxidant potential, and antimicrobial efficacy of C. sativum extracts prepared using six solvents of varying polarity: chloroform, ethyl acetate, petroleum ether, hexane, ethanol, and water. Extraction was performed via steam distillation under both cold and hot conditions, with and without subsequent centrifugation. Qualitative phytochemical screening revealed a diverse array of secondary metabolites, including alkaloids, flavonoids, terpenoids, steroids, glycosides, tannins, and saponins. The presence and relative abundance of these compounds were found to be markedly influenced by solvent polarity, extraction temperature, and the centrifugation purification step. Antioxidant activity was quantitatively assessed over a five-week storage period by monitoring the peroxide value in both fresh and used sunflower oil. The results demonstrated that the extracts, particularly those obtained via hot extraction combined with centrifugation, exhibited significant antioxidative effects, not only in retarding lipid oxidation but also in reducing pre-existing peroxide levels in oxidized oil systems. Gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) analysis of the ethanolic, hexane, and aqueous-distilled extracts identified a range of bioactive constituents, including terpenoids, fatty acid esters, and phenolic compounds, corroborating the observed bioactivities. Antimicrobial screening indicated that the water-distilled essential oil possessed the most potent and broad-spectrum activityV against a panel of pathogenic bacteria and fungi, surpassing the efficacy of the majority of organic solvent-based extracts. Collectively, these findings conclusively establish that optimized extraction protocols specifically, hot extraction followed by centrifugation yield highly purified and potent coriander extracts with considerable promise as natural antioxidants for food preservation and as effective antimicrobial agents . الملخص یُ ُّ عد نبات الكزبرة ) ُ (.Coriandrum sativum Lمن النباتات العشبیة الحولیة التابعة للفصیلة الخیمیة ) ،(Apiaceaeو موطنھ الأصلي حوض البحر الأبیض المتوسط وحوض النیل، ویُعتبر من أكثر التوابل والنباتات الطبیة قیمةً وفائدةً. وعلى الرغم من أن الزیوت العطریة الموجودة في أجزائھ المختلفة – بما فیھا الأوراق والسیقان والأزھار والثمار )البذور( – ِّ لا تشكل سوى نسبة ضئیلة من تركیبھ الكیمیائي، إلا أنھا تمثل المصدر الرئیسي لخواصھ الحسیة والبیولوجیة الممیزة، التي تُكسبھ قیمتھ التطبیقیة الواسعة في صناعات الأغذیة والأدویة والعطور. ھدفت ھذه الدراسة إلى التقییم المنھجي للتركیب الكیمیائي النباتي، والنشاط المضاد للأكسدة، والفعالیة المضادة للمیكروبات لمستخلصات نبات الكزبرة المحضَّرة باستخدام ستة مذیبات مختلفة القطبیة، وھي: الكلوروفورم، وخلات الإیثیل، والإیثر البترولي، والھكسان، والإیثانول، والماء. وقد تم استخلاص الزیوت بطریقة التقطیر البخاري وتحت ظروف الاستخلاص البارد والساخن، وذلك قبل وبعد عملیة الطرد المركزي. أظھر الفحص الكیمیائي النباتي النوعي وجود مجموعة غنیة ومتنوعة من المستقلبات الثانویة، شملت القلویدات، والفلافونویدات، والتربینویدات، والستیرویدات، والجلیكوسیدات، والتانینات، والصابونینات. وقد تبیَّن أن وجود ھذه المركبات وتركیزاتھا النسبیة یتأثران بشكل ملحوظ بقطبیة المذیب، ودرجة حرارة الاستخلاص، وكذلك بخطوة التنقیة بالطرد المركزي. تم تقییم النشاط المضاد للأكسدة كمیاً عن طریق رصد رقم البیروكسید في زیت دوار الشمس الطازج والمستعمل على مدى خمسة أسابیع من التخزین. وأظھرت النتائج أن المستخلصات، ولا ُ سیما تلك التي تم الحصول علیھا بالاستخلاص الساخن المتبوع بالطرد المركزي، تمتلك فعالیة مضادة للأكسدة واضحة، لیس فقط في تثبیط الأكسدة، بل أیضاً ُ في خفض مستویات البیروكسیدات الم ُّ سبقة التكون في أنظمة الزیوت المؤكسدة. كما كشف تحلیل كروماتوغرافیا الغاز المقرونة بمطیاف الكتلة ) (GC-MSللمستخلصات المقطَّرة بالإیثانول والھكسان والماء عن احتوائھا على مجموعة من المركبات النشطة بیولوجیاً، مثل التربینویدات، وإسترات الأحماض الدھنیة، والمركبات الفینولیة، مما یؤكد النشاطات البیولوجیة المرصودة. أشارت اختبارات النشاط المضاد للمیكروبات إلى أن الزیت العطري المستخلص بالتقطیر المائي كان الأكثر فعالیة والأوسع طیفاً في تثبیط مجموعة من البكتیریا والفطریات الممرضة، متفوقاً بذلك على معظم المستخلصات العضویة. وختاماً، تؤكد ھذه النتائج بشكل قاطع أن تحسین عملیات الاستخلاص – ُ وبخاصة الاستخلاص الساخن المقرون بالطرد المركزي – یُنتج مستخلصات كزبرة عالیة النقاء والفعالیة، تحمل إمكانیات واعدة كمواد مضادة للأكسدة طبیعیة لحفظ الأغذیة، وكعوامل مضادة للمیكروبات