Antibacterial effect of essential oils and interaction with food components

Abstract
The antibacterial effect of essential oils (EOs) derived from Citrus lemon, Juniperus communis, Origanum majorana, and Salvia sclarea, was investigated either alone or in combination, on 2 food related bacteria (Bacillus cereus and Escherichia coli). The influence of food ingredients — hydrolyzed proteins originating from animal and plant (meat extract and soy peptone) and sucrose — on the antibacterial effect of EOs was also tested. The most effective antibacterial activities were obtained with marjoram and clary sage oil, alone and in combination. High concentration of meat extract protected the bacteria from the growth inhibiting effect of marjoram oil, while soy peptone had no such effect. Sucrose intensified the lag phase lengthening by marjoram oil in a dose-independent manner.

Keywords

Essential oils, Food ingredients, Growth rate, Lag phase

اثر ضد باکتریایی روغن های ضروری (اسانس ها) و تعامل با ترکیبات غذایی

چکیده
اثر ضد باکتریایی اسانس (EOS) مشتق شده از مرکبات لیمو، سروکوهی، پونه کوهی (مایورانا مرزنجوش)، و مریم گلی (انواع مریم گلی) به تنهایی و یا مرکب از دو باکتری مواد غذایی مربوط (باسیلوس سرئوس و اشریشیا کولی) مورد بررسی قرار گرفت. تاثیر مواد غذایی - پروتئین های هیدرولیزی نشات گرفته از حیوانات و گیاهان (عصاره و پپتون سویا) و ساکارز در تاثیر ضد باکتریایی EOS نیز مورد آزمایش قرار گرفت. موثر ترین فعالیت های ضد باکتری با روغن مرزنجوش و مریم گلی، به تنهایی و یا مرکب به دست آمد. غلظت بالای عصاره حفاظت شده باکتری تحت تاثیر موانع رشد روغن مرزنجوش می باشد، در حالی که پپتون سویا چنین تاثیری ندارد. ساکارز از طول فاز تاخیر با روغن مرزنجوش به شیوه ای مستقل از دوز شدت یافته است.
کلمات کلیدی: روغن های ضروری (اسانس ها)، مواد غذایی، نرخ رشد، فاز تاخیر

1. مقدمه
روغن های ضروری (EOS) مایعات فرار به دست آمده از گیاهان دارویی، ادویه جات ترشی جات و گیاهان مختلف به طور عمده توسط تقطیر با بخار می باشد. آنها می توانند بیش از 50 جزء در نسبت های مختلف داشته باشند. برخی از روغن های ضروری و مواد تشکیل دهنده با خصوصیات ضد باکتری، ضد قارچ، ضد انگل و حشره کشی شناخته شده اند [1]. تمایل فزاینده ای به استفاده از EOS توسط صنایع مواد غذایی به عنوان مواد نگهدارنده طبیعی در برابر فساد مواد غذایی و میکروب های بیماری زا ناشی از مواد غذایی، به منظور برآورد خواسته های مصرف کننده برای جلوگیری از اجزای ترکیبی در مواد غذایی وجود دارد [2]. گزارش های قبلی نشان می دهد که اثر نگهدارنده EOS در اغلب مواد غذایی به دوزهای بالاتر در شرایط آزمایشگاهی مشاهده شده نیاز دارد [1،3-5]. اعتقاد بر این است که مواد غذایی با پروتئین و محتویات چربی زیاد می تواند از باکتری با اثر ضد باکتری EOS و دیگر عوامل ضد میکروبی طبیعی محافظت نماید [6-8]. ماتریس مواد غذایی می تواند یک مانع فیزیکی و اسانس محلول در چربی مواد غذایی نشان دهد که کمتر در دسترس فعالیت باکتری های موجود در فاز آبی خواهد بود. با این حال، دوز فزاینده روغن های ضروری مورد نیاز برای حفظ مواد غذایی، می تواند به طور منفی طعم یا بو را تحت تاثیر قرار دهد. برای جلوگیری از این عارضه جانبی ناخواسته، چند EOS می تواند ترکیب شود. هدف ما بررسی اثر ضد باکتریایی EOS مشتق شده از لیمو مرکبات، سرو کوهی، پونه کوهی، مرزنجوش و مریم گلی، به تنهایی یا همراه، در دو باکتری مواد غذایی مربوط (باسیلوس سرئوس و اشریشیا کولی) می باشد. تاثیر مواد غذایی - پروتئین های هیدرولیز شده حیوانی و گیاهی (عصاره و پپتون سویا) و ساکارز - در اثر ضد باکتریایی EOS نیز مورد بررسی قرار گرفته است.
2. روش های تجربی
2.1 اسانس
روغن های ضروری (EOS) در این مطالعه بررسی شده و اجزای اصلی آنها در جدول 1 نشان داده شده است. EOS از محصولات طبیعی آرومکس (بوداپست، مجارستان) تهیه شده اند و توسط تقطیر با بخار از برگ یا میوه گیاهان، به جز روغن لیمو که از پوست میوه لیمو سرد فشرده شده ساخته شده است.

جدول 1. اجزای اصلی روغن های ضروری بررسی شده در این مطالعه (که توسط سازنده ارائه شده است).
2.2 باکتری و شرایط کشت
باسیلوس سرئوس وار مایکودیز ATCC 9634 در محیط عصاره رشد کرده بود (MEE؛ 0.4٪ عصاره ، 0.4٪ پپتون، 1٪ گلوکز، 0.1٪ عصاره مخمر)، اشریشیا کولی SZMC 0582 در محیط لوریا-برتانی (LB ، 1٪ تریپتون، 0.5 ٪ عصاره مخمر، 1٪ نمک طعام) رشد کرده بود. باسیلوس سرئوس در 30 درجه سانتی گراد و اشریشیا کولی در 37 درجه سانتی گراد انکوبه شده است.
2.3 غربالگری فعالیت ضد میکروبی
روش انتشار آگار به منظور برآورد اثر مهاری اسانس استفاده شده است. محیط کشت جامد با یک سیستم تعلیق سلول های 104-103 در یک میلی لیتر آب مقطر تعلیق شده و خشک می شود. به میزان مساوی (100 میکرو لیتر) از تضعیف سریال EO آزمایش شده (50، 100، 150 و 200 میکرولیتر/میلی لیتر در 50٪ دی متیل سولفوکسید، DMSO) در سوراخ با قطر 8 میلی متر پر شده بود. 50٪ DMSO به عنوان یک کنترل منفی استفاده شد. این صفحات به مدت 2 ساعت در 4 درجه سانتی گراد (برای جلوگیری از تبخیر روغن ها) قرار داده شدند، پس از آن در 30 درجه سانتی گراد یا 37 درجه سانتی گراد انکوبه شدند. قطر هاله عدم رشد اندازه گیری شده و بعد از انکوباسیون 24 ساعت و 48 ساعت ثبت شد. آزمایش سه بار تکرار شد.
ترکیبی از EOS های دیگر با روغن سرو کوهی (100 میکرولیتر در 1 میلی لیتر 50٪ DMSO در غلظت نهایی) در نسبت های 1:0.5 ، 1:1 و 1:2 در برابر همه باکتری مورد نظر با روش انتشار آگار مورد بررسی قرار گرفت. این صفحات به مدت 48 ساعت در درجه حرارت مناسب نگهداری شدند و پس از آن هاله عدم رشد اندازه گیری شد. نسبت تعامل بین روغن های ضروری با استفاده از فرمول ابوت محاسبه شد [9]. این آزمایش سه بار تکرار شد.
2.4 اثر EOS بر روی پارامترهای رشد باکتری
روغن های ضروری در محیط مایع کشت (MEE یا LB) در محدوده 1 تا 0.0625میکرولیتر میلی لیتر در افزایش دو برابر رقیق شده است. محیط های مایع حاوی EOS بوده سپس با حدود CFU/ml 105 تعلیق باکتری تلقیح شده و با تکان دادن مداوم به مدت 48 ساعت در 37 و یا 30 درجه سانتی گراد انکوبه شدند. نمونه ها در فاز لگاریتمی در فواصل یک ساعت و در فاز ثابت در فواصل دو ساعت گرفته شد، و جذب محیط های کشت در 580 نانومتر اندازه گیری شد. فاز تاخیر و نرخ رشد با تعیین شیب و عرض از مبدا در فاز لگاریتمی منحنی های رشد محاسبه شد. اندازه گیری در سه دفعه ایجاد شده و حداقل دو بار تکرار شد.
2.5 روش شطرنجی
روش شطرنجی با استفاده از روش رقیق سازی کلان انجام شد. رقیق سازی به دو قسم ذکر شده در بالا از درخت سروکوهی EO با رقیق سازی مشابه روغن مریم گلی، لیمو و مرزنجوش ترکیب شده، و تمام ترکیبات ممکن را انجام داده است. ارلن حاوی ترکیبی با CFU/ml 105 تعلیق از باسیلوس سرئوس و اشریشیا کولی برای مدت 24 ساعت در درجه حرارت مطلوب انکوبه شدند. شاخص غلظت مهار کسری (FICI) به عنوان مجموع FICA و FICB برای روغن های ضروری A و B محاسبه شد.FIC برای یک روغن های ضروری منحصر به فرد با تقسیم حداقل غلظت مهاری (MIC) برای این روغن در ترکیب توسط MIC از روغن صرف محاسبه شد. نتایج به عنوان سینرزی (FICI <0.5)، افزایشی (0.5≤FICI≤1)، بی تفاوتی (1 ) تفسیر شدند [10]. ترکیبی از مرزنجوش و مریم گلی به همان شیوه ساخته شده بود. آزمایش سه بار تکرار شد.
2.6 اثر مواد غذایی در کارایی روغن مرزنجوش
اثر مواد غذایی در کارایی نگهدارنده روغن مرزنجوش با اضافه کردن روغن مرزنجوش (μl ml-1 0.125) و غلظت های مختلف عصاره یا پپتون سویا و یا ساکارز به محیط کشت مورد بررسی قرار گرفت. ترکیب متوسط باسیلوس سرئوس شامل: 1٪ گلوکز، 0.1٪ عصاره مخمر غنی شده با عصاره یا پپتون سویا در 0.4، 0.8، 1.6 و یا 3.2٪ (W / V)؛ یا 0.1٪ عصاره مخمر و عصاره 0.4٪ با ساکارز 1، 2، 4 و یا 8٪ (W / V). متوسط برای باکتری اشریشیا کولی شامل: 0.5٪ عصاره مخمر، 1٪ نمک طعام و عصاره یا سویا پپتون در 1، 2، 4 و یا 8٪ (W / V)؛ و یا LB با ساکارز 1، 2، 4 و یا 8٪ (W / V) می باشد. رشد باسیلوس سرئوس و اشریشیا کولی با اندازه گیری جذب در 580 نانومتر اندازه گیری شد. فاز تاخیر و حداکثر نرخ رشد همانطور که در بالا توضیح شد و در مقایسه با اطلاعات به دست آمده در غیاب روغن مرزنجوش تعیین شد.
2.7 تجزیه و تحلیل آماری
تجزیه و تحلیل آماری با استفاده از یک آنالیز واریانس یک طرفه و پس از آزمون LSD (نرم افزار SPSS 9.0) انجام شد. میزان معنی داری در P <0.05 در نظر گرفته شد.

جهت خرید فایل تماس بگیرید 
09375520909 - شبستری
shabestari716@gmail.com