Evaluation of antimicrobial properties of five medicinal plants used against bacterial infections in Jalingo, Nigeria

Abstract

Background: The prevalent utilization of medicinal plants in communities underscores their promise as antimicrobial agents amid rising antibiotic resistance. This study assesses five medicinal plants; Bambusa vulgaris, Hibiscus sabdariffa, Heteropogon contortus, Moringa oleifera, and Carica papaya against clinical isolates of Salmonella Typhi and Shigella dysenteriae. Methodology: Five medicinal plants were chosen based on traditional knowledge and ethnobotanical practices. Phytochemical analysis followed standard methods. Plant extracts were prepared using ethanol, ethyl acetate, dichloromethane, and hexane. Various concentrations (R conc., D1 conc., D2 conc, D3 conc, and D4 conc) of the extracts were evaluated using Kirby-Bauer disk diffusion and broth dilution methods to ascertain antimicrobial properties, including minimum inhibitory concentrations (MIC) and minimum bactericidal concentrations (MBC). Results: Phytochemical analysis revealed abundant saponins, cardiac glycosides, terpenoids, steroids, flavonoids, phenolics, and tannins, notably higher with ethanol extraction. Hibiscus sabdariffa demonstrated potent activity against S. Typhi with inhibition zone diameters of 29.00 mm (R conc), 27.00 mm (D1 conc), 14.00 mm (D2 conc), and 4.00 mm (D3 conc). Heteropogon contortus exhibited activity against S. dysenteriae with inhibition zone diameter of 25.05 mm (R conc), 15.00 mm (D1 conc), 10.00 mm (D2 conc), and 5.00 mm (D3 onc). The inhibition zone diameters of B. vulgaris were 18.50 mm (R conc), 17.00 mm (D1 conc), and 10.00 mm (D2 conc) against S. dysenteriae. The MIC and MBC were similar for both organisms, with H. sabdariffa (MIC: D3-4.27 mg/mL, MBC: D1-68.25 mg/mL) and H. contortus (MIC: D3-4.69 mg/mL, MBC: R-75.00 mg/mL), while M. oleifera, C. papaya, and B. vulgaris had negligible antimicrobial activity. Conclusion: Hibiscus sabdariffa and H. contortus exhibited potent antimicrobial effects against Salmonella, with MICs of 4.27 mg/mL and 4.69 mg/mL, and MBCs of 68.25 mg/mL and 75.00 mg/mL respectively. Their consistent low MICs against Shigella suggest their potentials for antibiotic production. Contexte: L’utilisation répandue des plantes médicinales dans les communautés souligne leur promesse en tant qu’agents antimicrobiens dans un contexte de résistance croissante aux antibiotiques. Cette étude évalue cinq plantes médicinales; Bambusa vulgaris, Hibiscus sabdariffa, Heteropogon contortus, Moringa oleifera et Carica papaya contre les isolats cliniques de Salmonella Typhi et Shigella dysenteriae. Méthodologie: Cinq plantes médicinales ont été choisies sur la base des connaissances traditionnelles et des pratiques ethnobotaniques. L'analyse phytochimique a suivi les méthodes standard. Des extraits de plantes ont été préparés en utilisant de l'éthanol, de l'acétate d'éthyle, du dichlorométhane et de l'hexane. Diverses concentrations (R conc., D1 conc., D2 conc., D3 conc et D4 conc) des extraits ont été évaluées à l'aide des méthodes de diffusion sur disque Kirby-Bauer et de dilution en bouillon pour vérifier les propriétés antimicrobiennes, y compris les concentrations minimales inhibitrices (CMI) et les concentrations minimales concentrations bactéricides (MBC). Résultats: L'analyse phytochimique a révélé une abondance de saponines, de glycosides cardiaques, de terpénoïdes, de stéroïdes, de flavonoïdes, de composés phénoliques et de tanins, notamment plus élevés avec l'extraction à l'éthanol. Hibiscus sabdariffa a démontré une activité puissante contre S. Typhi avec des diamètres de zone d'inhibition de 29,00 mm (conc R), 27,00 mm (conc D1), 14,00 mm (conc D2) et 4,00 mm (conc D3). Heteropogon contortus a présenté une activité contre S. dysenteriae avec un diamètre de zone d'inhibition de 25,05 mm (R conc), 15,00 mm (D1 conc), 10,00 mm (D2 conc) et 5,00 mm (D3 onc). Les diamètres des zones d'inhibition de B. vulgaris étaient de 18,50 mm (conc R), 17,00 mm (conc D1) et 10,00 mm (conc D2) contre S. dysenteriae. La CMI et la MBC étaient similaires pour les deux organismes, avec H. sabdariffa (CMI: D3-4,27 mg/mL, MBC: D1-68,25 mg/mL) et H. contortus (CMI: D3-4,69 mg/mL, MBC: R -75,00 mg/mL), tandis que M. oleifera, C. papaya et B. vulgaris avaient une activité antimicrobienne négligeable. Conclusion: Hibiscus sabdariffa et H. contortus ont présenté de puissants effets antimicrobiens contre Salmonella, avec des CMI de 4,27 mg/mL et 4,69 mg/mL et des MBC de 68,25 mg/mL et 75,00 mg/mL respectivement. Leurs CMI constamment faibles contre Shigella suggèrent leur potentiel de production d’antibiotiques.