Effect of Cuminum Cyminum oil on the edible oil (Sunflower oil) properties and antibacterial activities

Abstract

ABSTRACT OF THE STUDY

This study was designed to determine the chemical profile of Cuminum Cyminum L(green cumin) oil and its effect on the physical and chemical properties of sunflower oil and detection the antibacterial activity of this oil. Laboratory investigation; oil extraction, gas chromatography analysis, physiochemical assess and antibacterial activity were done to fulfillment of the study objectives. Green cumin oil was extracted from its mature seeds by water-steam distillation process and the extracted oil was analyzed by GC-MS to determine its chemical profile. The GC-MS analysis of cumin oil showed that eleven constituents were identified; seven hydrocarbon monoterpens (33.09%) and four oxygenated monoterpens (66.91%). The monoterpens were α-Thujene 0.41%, α-pinene 0.90%, β-pinene 10.72%, β-myrcene1.27%, α-phellandrene 1.18%, p-cymene 3.54% and γ-terpinene 15.07%, and oxygenated monoterpens identified were cumin aldehyde 21.10%, Carboxaldehyde 5.34%, 2-Caren-10-al 17.74% and cumin alcohol 22.65%. The physiochemical properties of sunflower oil were tested before and after addition of extracted cumin oil.The cumin oil had positive effect on the physiochemical properties values; specific gravity, viscosity and color, and peroxide, acidity, free fatty acids and iodine value. There were significant differences for the these properties; (p ˂ 0.05) for physical properties and p ˂ 0.001 for peroxide value, p ˂ 0.05 for acid and free fatty acid value, and p ˂ 0.005 for iodine value. The study was attributed the high effect of cumin oil on the physical and chemical properties mainly to antioxidant constituents in the extracted cumin oil such as monoterpens. Cumin oil had high impact on the chemical properties of reused oil which was appeared clear significant difference (p ˂ 0.001) between chemical properties of reused edible oil before and after addition of cumin oil. To assessment of the antibacterial activity of cumin oil, six types of bacteria (four gram positive and two gram negative) were prepared in the laboratory of Shendi University. The screening was carried outusing the cup-plate agar diffusion method at four different concentrations (12.5%, 25%, 50% and 100%). The results showed that all tested concentrations of cumin oil showed antibacterial activity against gram positive and gram negative bacteria. The most susceptible bacteria strains was Salmonella typhiwith highest inhibition zone values (30mm) at concentration 25% and 100%. Cumin oil contains number of antioxidants compounds that will make it good source in preservation of foods and oils against rancidity oxidative durin storage. Cumin oil also contains antiseptic, analgesic anti-inflammatory and anti-bacterial constituents so that can be used in the preparation of medicinal drugs, principally, the study was showed it has high impact on the bacteria that causes typhoid disease.

ملخص الدراسه

صممت هذه الدراسة لتحديد المكونات الكيميائية للزيت المستخلص من نبات الكمون الأخضر ، وتأثير هذا الزيت على الخواص الفيزيائية والكيميائية لزيت زهرة الشمس، وكذلك الكشف عن نشاط زيت الكمون كمضاد للبكتيريا. تم إستخلاص الزيت من بذور الشمار الناضجه بواسطة عملية التقطير بالماء والبخار وأجريت بعد ذلك عملية تحليل للزيت الناتج بواسطة جهاز التحليل الكروماتوغرافى الغازى. أوضح التحليل أن الزيت المستخلص من الشمار يتكون من أحد عشر مركباً سبعة منها عبارة عن تربينات أحاديه كانت نسبتها (33.09%) وتشمل: الفا ثيوجين ، ألفا بينين ، بيتا بينين ، بيتا ميرسين ، الفا فيلاندرين ، بارا سيمين و قاما تربينين. أما المركبات الأربعة الأخرى فكانت عبارة عن تربينات أحاديه أكسجينية كانت نسبتها (66.91%) وتشمل ألدهيد الكيومين ، ألدهيد كاربوكسيلى ، كارين-2-أل-10 وكحول الكيومين . إختبرت الخواص الفيزيائيه والكيميائيه لزيت زهرة الشمس قبل وبعد إضافة زيت الكمون وكان لزيت الكمون تأثير إيجابي على الخواص الفيزيائيه (الثقل النوعي ، معامل الانكسار ،اللزوجه ) والكيميائيه (رقم البيروكسيد ، الحمضيه ، والأحماض الدهنية الحره ورقم اليود) وقد وجد أن هنالك فرق معنوي في هذه الخواص حيث كانت (P< 0.05) للخواص الفيزيائيه ، اما الكيميائية فقد كانت للبيروكسيد (P < 0.001) والحمضية والأحماض الدهنية الحره ورقم اليود (P < 0.05). وأعزت الدراسة التأثير الواضح لمستخلص زيت الكمون الأخضر - على الخصائص الفيزيائية والكيميائية - في المقام الأول إلى مركبات مضادات الأكسدة الموجودة في الزيت المستخرج من الكمون مثل التربينات الأحادية. كما كان لزيت الكمون الأثر العالى على الخصائص الكيميائية للزيت المكرر إستخدامه فى عمليات طهى متعدده حيث أظهرت الدراسه فرقاواضحا بينقيم الخواص الكيميائية لزيت الطعام المكرر الاستخدام قبل وبعد إضافة زيت الكمون (p < 0.001). لتقييم النشاط البكتيري لزيت الكمون(الشمار الأخضر) تم تجهيز ستة أنواع من البكتيريا (أربعة موجبة صبغ جرام و إثتنين سالبة صبغ جرام) وأجري الفحص بواسطة طريقة الأجار باستخدام أربعة تراكيز مختلفة (12.5٪، 25٪، 50٪ و 100٪). وأظهرت النتائج أن جميع تراكيز زيت الكمون الأخضر لها نشاط مضاد للبكتيريا التي تم إختيارها كعينة للدراسة. زيت الكمون الأخضر يحتوي على عدد من المركبات المضاده للاكسدة والتي تعمل كمصدر جيد لحفظ الاطعمه والزيوت طوال فترة التخزين ، أيضا يحتوي على على مضادات الالتهاب والفيروسات والبكتيريا والتي يمكن إستخدامها في تحضير الأدويه، حيث أوضحت الدراسه أن للزيت المستخلص تاثيرا كبيرا على البكتيريا المسببة لمرض التايفويد .