Chemical Composition and Antibacterial Activity of Essential Oils of Three Medicinal Plants from Algerian Semi-Arid Climatic Zone

Composition chimique et activité antibactérienne des huiles essentielles de trois plantes médicinales récoltées de la région semi-aride algérienne

¹ Department of Natural and Life Sciences, Faculty of Exact Sciences and Natural and Life Sciences, University of Tebessa, Tebessa 12002, Algeria
² Department of Natural and Life Sciences, Faculty of Exact Sciences and Natural and Life Sciences, University of Oum El Bouaghi, Oum El Bouaghi 04000, Algeria
³ Centre of Scientific and Technical Research in Analytical Measurement (CRAPC), Tipaza 42000, Algeria
⁴ Laboratory of Organic Functional Analysis, Faculty of Chemistry, University of Sciences and Technology Houari Boumediene (USTHB) Algiers, Algiers 16000, Algeria
⁵ Bacteriological Laboratory, Mohamed Boudiaf Hospital, Oum El Bouaghi 04000, Algeria

^* e-mail : tahamenasria@hotmail.com

Abstract

The present study was carried out to determine, for the first time, the chemical composition and antibacterial activity of essential oils derived from the aerial parts of three aromatic plants Thymus algeriensis Boiss & Reut, Rosmarinus officinalis L., and Salvia officinalis L. growing under semiarid conditions. The essential oils were chemically analyzed and identified by gas chromatography (GC) and GC/ mass spectrometry (GC/MS) and their antimicrobial activity was individually evaluated against Staphylococcus aureus, Escherichia coli, and Pseudomonas aeruginosa using both agar disk diffusion and agar dilution methods. The major constituents of Thymus algeriensis essential oil were identified as camphor (13.62%), 1,8-cineol (6.00%), borneol (5.74%), viridiflorol (4.00%), and linalool (3.93%). For Rosmarinus officinalis essential oil, 48 compounds were characterized, of which the main constituents were camphor (17.09%), Z-β-ocimene (10.88%), isoborneol (9.68%), α-bisabolol (7.89%), and borneol (5.11%). While, Salvia officinalis essential oil was characterized by β-thujone (16.44%), followed by viridiflorol (10.93%), camphor (8.99%), 1,8-cineol (8.11%), trans-caryophyllene (5.85%), and α-humulene (4.69%) as the major components. Notably, results from antibacterial screening indicated that Thymus algeriensis and Salvia officinalis essential oils exhibited a strong inhibitory effect against both Escherichia coli and Staphylococcus aureus compared to Rosmarinus officinalis essential oil. Further, less activity was recorded against Pseudomonas aeruginosa for the three tested essential oils.

Résumé

La présente étude consiste à déterminer pour la première fois la composition chimique et l’activité antibactérienne des huiles essentielles dérivées des parties aériennes de trois plantes aromatiques récoltées de la région semi-aride algérienne (Thymus algeriensis Boiss & Reut, Rosmarinus officinalis L. et Salvia officinalis L.). Les huiles essentielles ont été analysées chimiquement et identifiées par chromatographie gazeuse (GC) et GC/spectrométrie de masse (GC/MS), et leur activité antimicrobienne a été évaluée individuellement contre Staphylococcus aureus, Escherichia coli et Pseudomonas aeruginosa utilisant à la fois des techniques de diffusion sur disque d’agar et dilution en milieu gélosé. Les principaux constituants de l’huile essentielle de Thymus algeriensis ont été identifiés comme camphre (13,62 %), 1,8-cinéole (6,00 %), bornéol (5,74 %), viridiflorol (4,00 %) et linalol (3,93 %). Pour l’huile essentielle de Rosmarinus officinalis, 48 composés ont été identifiés, dont les composants majoritaires étaient le camphre (17,09 %), le Z-β-ocimène (10,88 %), l’isobornéol (9,68 %), l’α-bisabolol (7,89 %) et le bornéol (5,11 %). Alors que l’huile essentielle de Salvia officinalis a été caractérisée principalement par la β-thujone (16,44 %), suivie par le viridiflorol (10,93 %), le camphre (8,99 %), le 1,8-cinéole (8,11 %), le trans-caryophyllène (5,85 %) et α-humulène (4,69 %). Les résultats du criblage antibactérien ont montré que les huiles essentielles de Thymus algeriensis et Salvia officinalis présentaient un fort effet inhibiteur contre Escherichia coli et Staphylococcus aureus par rapport à l’huile essentielle de Rosmarinus officinalis. De plus, des activités faibles ont été enregistrées contre Pseudomonas aeruginosa pour les trois huiles essentielles testées.