Please use this identifier to cite or link to this item: http://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/11608
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorFaridah Yusof, Ph.Den_US
dc.contributor.advisorParveen Jamal, Ph.Den_US
dc.contributor.advisorAzura Amid, Ph.Den_US
dc.contributor.authorIbrahim, Fatima Babiker Dafaallaen_US
dc.date.accessioned2023-08-10T03:16:35Z-
dc.date.available2023-08-10T03:16:35Z-
dc.date.issued2021-
dc.identifier.urihttp://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/11608-
dc.description.abstractThere are certain negative residual side effects of synthetic drugs. So, natural products from plants have been identified as alternative sources of bioactive compounds to combat diseases related to oxidation, cancer, diabetes, and microbial infections. Researchers have harnessed the plant metabolites as sources of bioactive compounds that can help withstand biotic and abiotic stress in the environment. Recent advancement in technology has greatly assisted in exploring the natural products in plant. Resin exudates from the Sudanese Frankincense (Boswellia papyrifera) have been traditionally used as incense and raw material in the food, perfume, and pharmaceutical industries. It is believed that it contains bioactive compounds. Thus, potential application in natural therapeutic drug and as food supplement. However, scientific data that can support the wider acceptance of the Sudanese Frankincense is still lacking. This study aims to systematically elucidate the potential bioactive content of Sudanese Frankincens. It attempted to select the suitable extraction methods to recover these bioactive compounds, optimize the process conditions for the recovery followed by the investigation of its bioactivities. Three samples of Sudanese Frankincens have been collected from three different geographical locations of Sudan. The resin exudates were subjected to proximate analysis, minerals tests, solubility, and phytochemical screening before extraction with different solvents and methods, namely maceration (chloroform, methanol, petroleum ether, hexane, acetone, and ethyl acetate), steam and hydro distillation, Soxhlet extraction (hexane and ethyl acetate) and supercritical fluid extraction. Also, optimization of extraction by maceration method was conducted using Face-Centered Central Composite design (FCCCD, Design- Expert software version 7.0) under Response Surface Methodology (RSM) and Soxhlet extraction using One-Factor at a Time (OFAT). For maceration extraction, the factors considered were time, agitation, and sample to solvent ratio. For characterization, two techniques were implored which are: Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC- MS) and Fourier Transform Infra-Red spectroscopy (FTIR). The extract recovered by optimal process conditions underwent bioactivity tests (antioxidants with three different assays, antibacterial for four strains, antidiabetic, and anticancer assays). Proximate analysis results showed that the extract, among others, contains significant amounts of minerals like calcium and iron and insignificant amounts of heavy metals such as cadmium and lead. Overall, Soxhlet extraction gave higher yield and showed the most bioactivity among other methods of extraction attempted. The optimization study on the extraction condition was carried out using DPPH activities and yield as the response. It was revealed that extraction time impacts yield and solvent ratio impacts the DPPH activities. The yield of the crude extracts varied greatly over different extraction technique and localized species. Soxhlet extraction using ethyl acetate gave the highest yield while supercritical fluid extraction gave the lowest yield. The yields from the various extraction techniques in increasing order was found to be: SFE < HD < MC < SE (ethyl acetate). As for the optimization of the maceration technique, the FCCCD result showed that the yield ranges from 50.00 to 93.00% and the DPPH antioxidant activities ranges from 11.00 to 48.00 in all the 20 runs. The ANOVA results show that Lack of Fit is not significant with p-values of 0.9779 and 0.8442 respectively for yield and DPPH. Anticancer studies showed that the extracts were positive against two melanoma cells, namely A375 and 3T3 cell lines. The results showed that the extract was dose-dependently inhibiting the proliferation of these two cancer cell lines whereby the IC50 values were 44 µg/ml and 39.36 µg/ml for A375 and 3T3 cell lines, respectively. The Sudanese Frankincense extract was also shown to demonstrate some potential antidiabetic activities when it showed positive responses towards α-amylase assay and α-glucosidase inhibitory assays. Antibacterial studies showed that the freeze- dried Soxhlet ethyl acetate and hydro distillation extract inhibition zones against B. subtilis are 1 mm and 2-3 mm, respectively. It was observed that all extracts have an antibacterial effect against the bacteria P. aeruginosa. All FTIR spectra of different extracts showed bands at 3445.91cm-1 that correspond to OH stretching but at different intensities. Some other spectra were observed, inferring the presence of different molecules in the extracts, such as 1260.75 cm-1 ascribed to S=O stretching vibration, 1624.25 cm-1 to COOH of carboxyl groups, 2958.3 cm-1 to C-H stretching, 1418.77 cm- 1 to scissoring vibration of CH2 and 817.94 cm-1 for C-O-S. Analyses of the essential oils of the Sudanese Frankincense by GC-MS revealed that it contains α amyrin, (1S,2E,4S,5R,7E,11E)-Cembra-2,7,11-trien-4,5-diol, β amyrin, acetic acid, octyl ester, 1,3,6-Octatriene, 3,7-dimethyl, 1-octanol-1,6-octadien-3-ol, 3,7-dimethyl-nerolidyl propionate, 1,3-dimethyl-1-cyclohexene, trans-β-ocimene, eucalyptol, cineole, β- myrcene, geranyl acetate, nerolidol isobutyrate, (4E) cyclohexane, D. limonene, pinenes, and others. Based on the proximate results it is suggested that the extract can be used in beverages and functional foods since it contains significant amounts of minerals like calcium and iron which can be taken as a food supplement.en_US
dc.language.isoenen_US
dc.publisherKuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2021en_US
dc.subject.lcshPlants bioactive compoundsen_US
dc.subject.lcshPlant extracts -- Therapeutic useen_US
dc.titlePhytochemicals and biological activities of Sudanese Frankincense (Boswellia Papyrifera) extractsen_US
dc.typeDoctoral Thesisen_US
dc.description.identityt11100484245FatimaBabikerDafaallaIbrahimen_US
dc.description.identifierThesis : Phytochemicals and biological activities of Sudanese Frankincense (Boswellia Papyrifera) extracts / by Fatima Babiker Dafaalla Ibrahimen_US
dc.description.kulliyahKulliyyah of Engineeringen_US
dc.description.programmeDoctor of Philosophy (Engineering)en_US
dc.description.abstractarabicبعد ظهور الآثار الجانبية السلبية المتبقية للأدوية الاصطناعية، تم تحديد المنتجات الطبيعية من النباتات كمصادر بديلة للمركبات النشطة بيولوجيًا لمكافحة الأمراض المتعلقة بالأكسدة والسرطان والسكري والعدوى الميكروبية. قام الباحثون بتسخير المستقلبات النباتية كمصادر للمركبات النشطة بيولوجيًا التي يمكن أن تساعد على تحمل الإجهاد الحيوي وغير الحيوي في المناطق المحيطة. لقد مكّننا التقدم الحديث في التكنولوجيا من استكشاف المنتج الطبيعي في المصنع بشكل أفضل. تم استخدام النتوءات من الراتنج من اللبان السوداني (Boswellia papyrifera) بشكل تقليدي كبخور وكمواد خام في الصناعات الغذائية والعطور والصيدلانية. ويعتقد أنه يحتوي على مركبات نشطة بيولوجيًا وبالتالي يمكن استخدامه كأدوية علاجية طبيعية ومكملات غذائية. ومع ذلك، لا تزال البيانات العلمية التي يمكن أن تدعم صلاح هذا اللبان غير موجودة. تهدف هذه الدراسة إلى توضيح المحتوى النشط بيولوجيًا المحتمل للبخور بشكل منهجي. حاولت تحديد طرق الاستخلاص المناسبة لاستعادة هذه المركبات النشطة بيولوجيًا، لتحسين ظروف العملية للاستعادة متبوعة بالتحقيق في أنشطتها الحيوية. تم جمع ثلاثة أنواع مختلفة من اللبان من ثلاثة أجزاء مختلفة من السودان. تعرض إفرازات الراتينج للتحليل التقريبي، واختبارات المعادن، والذوبان، والفحص الكيميائي النباتي قبل الاستخراج بمذيبات وطرق مختلفة، وهي التعتيق مع (الكلوروفورم، والميثانول، وأثير البترول، والهكسان، والأسيتون، وأسيتات الإيثيل)، والتقطير بالبخار والمائي، Soxhlet (خلات الهكسان والإيثيل) واستخراج السوائل فوق الحرجة. أيضًا، تم إجراء الاستخراج الأمثل باستخدام طريقة التعتيق باستخدام التصميم المركب المركزي المركب على الوجه FCCCD، برنامج Design-Expert (الإصدار )7.0( تحت منهجية سطح الاستجابة (RSM) واستخراج Soxhlet باستخدام عامل واحد في وقت واحد (OFAT). بالنسبة لاستخراج النقع، كانت العوامل التي تم أخذها في الاعتبار هي الوقت، والتحريض، والعينة إلى نسبة المذيب. للتوصيف، تم تنفيذ طريقتين مثل كروماتوغرافيا الغاز الطيفي (GC-MS) والتحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء فورييه (FTIR) تم استخلاص المستخلص من خلال ظروف العملية المثلى خضع لاختبارات النشاط الحيوي (مضادات الأكسدة مع ثلاث فحوصات مختلفة، مضاد للجراثيم لأربع سلالات، فحوصات مضادة لمرض السكر ومضاد للسرطان). أظهرت نتائج التحليل التقريبي أن المستخلص، من بين أمور أخرى، يحتوي على كميات كبيرة من المعادن مثل الكالسيوم والحديد وكميات ضئيلة من المعادن الثقيلة مثل الكادميوم والرصاص. بشكل عام، أعطى استخراج Soxhlet عوائد أعلى وأظهر أكثر نشاط حيوي بين طرق الاستخراج الأخرى التي تمت تجربتها. أجريت دراسة التحسينعلى حالة الاستخلاص باستخدام أنشطة DPPH والإنتاجية كردود. تم الكشف عن أن وقت الاستخراج يؤثر على الغلة ونسبة المذيبات تؤثر على أنشطة DPPH. اختلف محصول المستخلصات الخام اختلافًا كبيرًا باختلاف تقنية الاستخراج والأنواع المحلية. أعطى استخراج Soxhlet باستخدام أسيتات إيثيل أعلى عائد بينما أعطى استخراج السوائل فوق الحرجة أدنى عائد. تم العثور على العائد من تقنيات الاستخراج المختلفة بترتيب متزايد :SFE <HD <MC <SE (خلات الإيثيل). أما بالنسبة للتحسين الأمثل لتقنية النعاس، فقد أظهرت نتيجة FCCCD أن العائد يتراوح من 50.00 إلى 93.00٪ وأنشطة مضادات الأكسدة DPPH تتراوح من 11.00 إلى 48.00 في جميع المراحل العشرين. تظهر نتائج ANOVA أن Lack of Fit غير معنوي بقيم p 0.9779 و0.8442 على التوالي للعائد وDPPH. أظهرت الدراسات المضادة للسرطان أن المستخلصات كانت إيجابية ضد خليتين سرطان الجلد، وهما خطوط الخلايا A375 و3 T3. أوضحت النتائج أن المستخلصات تثبط بشكل يعتمد على الجرعة انتشار هذين الخطين من الخلايا السرطانية حيث كانت قيم IC50 44 ميكروغرام/مل و39.36 ميكروغرام / مل لخطوط الخلايا A375 و3 T3 على التوالي. كما تم عرض مستخلص اللبان لإثبات بعض الأنشطة المضادة لمرض السكر المحتملة عندما أظهر استجابات إيجابية تجاه مقايسة α-amylase ومقايسة مثبطات α-glucosidase. أوضحت الدراسات المضادة للبكتيريا أن خلات سوكسليت إيثيل المجففة بالتجميد ومناطق تثبيط استخلاص الهدم ضد B. subtilis هي 1 مم و2-3 مم على التوالي. وقد لوحظ أن جميع المستخلصات لها تأثير مضاد للبكتيريا ضد بكتيريا P. aeruginosa. أظهرت جميع أطياف FTIR من المستخلصات المختلفة نطاقات عند 3445.91 سم -1 تتوافق مع تمدد OH ولكن بكثافات مختلفة. وقد لوحظت بعض الأطياف الأخرى، تستنتج وجود جزيئات مختلفة في المستخلصات، مثل 1260.75 سم -1 المنسوبة إلى اهتزاز التمدد S = O، 1624.25 سم -1 إلى COOH من مجموعات الكربوكسيل، 2958.3 سم -1 إلى CH التمدد، 1418.77 سم -1 لإهتزاز المقص لـ CH2 و817.94 سم -1 لـ COS. كشفت تحليلات الزيوت العطرية للبخور بواسطة GC-MS أنها تحتوي على α amyrin، (1S، 2E، 4S,5R، 7E 11E) -Cembra-2,7,11-trien-4,5-diol, β أ).en_US
dc.description.callnumbert QK 898 B54 I14P 2021en_US
dc.description.notesThesis (Ph.D)--International Islamic University Malaysia, 2021.en_US
dc.description.physicaldescriptionxx, 202 leaves : illustrations ; 30cm.en_US
item.openairetypeDoctoral Thesis-
item.grantfulltextopen-
item.fulltextWith Fulltext-
item.languageiso639-1en-
item.openairecristypehttp://purl.org/coar/resource_type/c_18cf-
item.cerifentitytypePublications-
Appears in Collections:KOE Thesis
Files in This Item:
File Description SizeFormat 
t11100484245FatimaBabikerDafaallaIbrahim_24.pdf24 pages file373.09 kBAdobe PDFView/Open
t11100484245FatimaBabikerDafaallaIbrahim_SEC.pdf
  Restricted Access
Full text secured file2.87 MBAdobe PDFView/Open    Request a copy
Show simple item record

Google ScholarTM

Check


Items in this repository are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated. Please give due acknowledgement and credits to the original authors and IIUM where applicable. No items shall be used for commercialization purposes except with written consent from the author.