مقایسه فعالیت ضد میکروبی و آنتی اکسیدانی اسانس و نانوامولسیون اسانس گیاه چویر (Ferulago angulata) جمع‌آوری شده از مناطق غربی ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته دکتری تخصصی بهداشت مواد غذایی، دانشکده دامپزشکی دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

2 دانشیار گروه بهداشت مواد غذایی، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

3 استاد گروه بهداشت مواد غذایی، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

4 دانشیار گروه فارماسیوتیکس، دانشکده داروسازی و مرکز تحقیقات نانو فن‌آوری، دانشگاه علوم پزشکی جندی شاپور اهواز، اهواز، ایران

چکیده

    مواد نگهدارنده طبیعی امروزه به طور گسترده در صنایع غذایی استفاده می­شوند.  در این مطالعه اسانس گیاه چویر با استفاده از روش اولتراسونیک در فشار بالا به نانوامولسیون قابل پخش در آب (قطر ذرات 42 نانومتر) تبدیل گردید.  آنالیز ترکیبات اسانس نشان داد که هیدروکربن­های مونوترپنی و مونوترپن­های اکسیژنه بیشترین ترکیبات اسانس را تشکیل می­دهند.  فعالیت ضدمیکروبی اسانس و نانو امولسیون با اندازه­گیری حداقل غلظت مهارکنندگی (MIC) و حداقل غلظت کشندگی (MBC) و همچنین به روش انتشار دیسک در آگار بر روی 4 باکتری و دو قارچ مهم بیماری­زای مواد غذایی بررسی شد.  علاوه بر این فعالیت آنتی­اکسیدانی با استفاده از روش رادیکال آزاد DPPH و کاتیون زدایی رادیکال ABTS+ اندازه­گیری گردید.  نتایج نشان داد که فعالیت ضدمیکروبی اسانس زمانی که به نانوامولسیون تبدیل می­شود، به دلیل دسترسی آسان­تر نانوامولسیون به سلول باکتری افزایش می­یابد.  به طور کلی باکتری­های گرم مثبت در مقایسه با باکتری­های گرم منفی حساسیت بیشتری به نانوامولسیون گیاه نشان دادند.  لیستریا مونوسایتوژنز حساس­ترین باکتری در برابر فعالیت ضدباکتریایی اسانس و نانوامولسیون بود.  علاوه بر این اسانس و نانوامولسیون دارای اثرات قابل توجهی بر روی مهار رشد آسپرژیلوس نایجر و کاندیدا البیکنز بودند.  بررسی مقادیر DPPH و +ABTS اسانس و نانوامولسیون نشان داد که گرچه فعالیت آنتی­اکسیدانی اسانس و نانوامولسیون به وضوح از گروه استاندارد (BHT) پایین­تر است اما فعالیت آنتی­اکسیدانی نانوامولسیون در هر دو روش بیشتر از اسانس گیاه است.  نتایج این مطالعه نشان داد که با تبدیل اسانس به نانوامولسیون اسانس گیاه چویر می­توان خواص ضد میکروبی و آنتی­اکسیدانی آن را افزایش داد.

کلیدواژه‌ها


Ahmadi, F., Sadeghi, S., Modarresi, M., Abiri, R., & Mikaeli, A. (2010). Chemical composition, in vitro anti-microbial, antifungal and antioxidant activities of the essential oil and methanolic extract of Hymenocrater longiflorus Benth., of Iran. Food and Chemical Toxicology, 48(5), 1137-1144.
Akhlaghi, H. (2012). Volatile Constituents from the aerial parts of Ferulago angulata (Schlecht.) Boiss. growing wild northeast Iran. Analytical Chemistry Letters, 2(2), 133-138.
Artiga-Artigas, M., Acevedo-Fani, A., & Martín-Belloso, O. (2017). Improving the shelf life of low-fat cut cheese using nanoemulsion-based edible coatings containing oregano essential oil and mandarin fiber. Food Control, 76, 1-12.
Azarbani, F. A. R. I. D. E. H., Saki, Z. E. I. N. A. B., Zareei, A., & Mohammadi, A. B. D. O. L. N. A. S. S. E. R. (2014). Phenolic contents, antibacterial and antioxidant activities of flower, leaf and stem extracts of Ferulago angulata (Schlecht) Boiss. International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences, 6(10), 123-125.
Azizkhani, M., Misaghi, A., Basti, A. A., Gandomi, H., & Hosseini, H. (2013). Effects of Zataria multiflora Boiss. essential oil on growth and gene expression of enterotoxins A, C and E in Staphylococcus aureus ATCC 29213. International Journal of Food Microbiology, 163(2-3), 159-165.
Basile, A., Sorbo, S., Spadaro, V., Bruno, M., Maggio, A., Faraone, N., & Rosselli, S. (2009). Antimicrobial and antioxidant activities of coumarins from the roots of Ferulago campestris (Apiaceae). Molecules, 14(3), 939-952.
Biasi-Garbin, R., Saori Otaguiri, E., Morey, A. T., Fernandes da Silva, M., Belotto Morguette, A. E., Armando Contreras Lancheros, C., ... & Yamada-Ogatta, S. F. (2015). Effect of eugenol against Streptococcus agalactiae and synergistic interaction with biologically produced silver nanoparticles. Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine, 2015.
Cakir, A., Kordali, S., Kilic, H., & Kaya, E. (2005). Antifungal properties of essential oil and crude extracts of Hypericum linarioides Bosse. Biochemical Systematics and Ecology, 33(3), 245-256.
Chen, J., Gao, D., Yang, L., & Gao, Y. (2013). Effect of microfluidization process on the functional properties of insoluble dietary fiber. Food Research International, 54(2), 1821-1827.
Darderafshi, M. J., Bahrami, G. H., Sadeghi, E., Khanahmadi, M., Mohammadi, M., & Mohammadi, R. (2014). The effect of Ferulago angulata essential oil on Staphylococcus aureus during the manufacture and preservation of Iranian white cheese. Iranian Journal of Nutrition Sciences & Food Technology, 8(4), 13-20.
Dussault, D., Vu, K. D., & Lacroix, M. (2014). In vitro evaluation of antimicrobial activities of various commercial essential oils, oleoresin and pure compounds against food pathogens and application in ham. Meat Science, 96(1), 514-520.
Elizaquível, P., Azizkhani, M., Sánchez, G., & Aznar, R. (2013). Evaluation of Zataria multiflora Boiss. essential oil activity against Escherichia coli O157: H7, Salmonella enterica and Listeria monocytogenes by propidium monoazide quantitative PCR in vegetables. Food Control, 34(2), 770-776.
Ghosh, V., Mukherjee, A., & Chandrasekaran, N. (2013). Ultrasonic emulsification of food-grade nanoemulsion formulation and evaluation of its bactericidal activity. Ultrasonics Sonochemistry, 20(1), 338-344.
Hosseinnia, M., Khaledabad, M. A., & Almasi, H. (2017). Optimization of Ziziphora clinopodiodes essential oil microencapsulation by whey protein isolate and pectin: A comparative study. International Journal of Biological Macromolecules, 101, 958-966.
Kelen, M., & Tepe, B. (2008). Chemical composition, antioxidant and antimicrobial properties of the essential oils of three Salvia species from Turkish flora. Bioresource Technology, 99(10), 4096-4104.
Khanahmadi, M., & Janfeshan, K. (2006). Study on antioxidation property of Ferulago angulata plant. Asian Journal of Plant Sciences.
Luximon-Ramma, A., Bahorun, T., Soobrattee, M. A., & Aruoma, O. I. (2002). Antioxidant activities of phenolic, proanthocyanidin, and flavonoid components in extracts of Cassia fistula. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 50(18), 5042-5047.
McClements, D. J. (2012). Nanoemulsions versus microemulsions: terminology, differences, and similarities. Soft Matter, 8(6), 1719-1729.
Moghimi, R., Ghaderi, L., Rafati, H., Aliahmadi, A., & McClements, D. J. (2016). Superior antibacterial activity of nanoemulsion of Thymus daenensis essential oil against E. coli. Food chemistry, 194, 410-415.
Miastkowska, M., Michalczyk, A., Figacz, K., & Sikora, E. (2020). Nanoformulations as a modern form of biofungicide. Journal of Environmental Health Science and Engineering, 18(1), 119-128.
Noori, S., Zeynali, F., & Almasi, H. (2018). Antimicrobial and antioxidant efficiency of nanoemulsion-based edible coating containing ginger (Zingiber officinale) essential oil and its effect on safety and quality attributes of chicken breast fillets. Food Control, 84, 312-320.
Pirbalouti, A., Izadi, A., Malek Poor, F., & Hamedi, B. (2016). Chemical composition, antioxidant and antibacterial activities of essential oils from Ferulago angulata. Pharmaceutical Biology, 54(11), 2515-2520.
Qian, C., & McClements, D. J. (2011). Formation of nanoemulsions stabilized by model food-grade emulsifiers using high-pressure homogenization: Factors affecting particle size. Food Hydrocolloids, 25(5), 1000-1008.
Rivas, L., McDonnell, M. J., Burgess, C. M., O'Brien, M., Navarro-Villa, A., Fanning, S., & Duffy, G. (2010). Inhibition of verocytotoxigenic Escherichia coli in model broth and rumen systems by carvacrol and thymol. International Journal of Food Microbiology, 139(1-2), 70-78.
Ruiz-Navajas, Y., Viuda-Martos, M., Sendra, E., Perez-Alvarez, J. A., & Fernández-López, J. (2012). Chemical characterization and antibacterial activity of Thymus moroderi and Thymus piperella essential oils, two Thymus endemic species from southeast of Spain. Food Control, 27(2), 294-299.
Rustaiyan, A., Sedaghat, S., Larijani, K., Khossravi, M., & Masoudi, S. (2002). Composition of the essential oil of Ferulago angulata (Schlecht.) Boiss. from Iran. Journal of Essential Oil Research, 14(6), 447-448.
Samani, S., Soleimanian-Zad, S., Sheikh-Zeinoddin, M., & Fathi, M. (2019). Evaluation of Zataria multiflora Boiss. and Carum copticum L. Essential Oil Based Nanoemulsions in Inhibition of Byssochlamys fulva Growth in Apple Juice. Journal of Agricultural Science and Technology, 21(2), 357-368.
Shahbazi, Y. (2019). Antioxidant, antibacterial, and antifungal properties of nanoemulsion of clove essential oil. Nanomedicine Research Journal, 4(4), 204-208.
Seibert, J. B., Rodrigues, I. V., Carneiro, S. P., Amparo, T. R., Lanza, J. S., Frézard, F. J. G., ... & Santos, O. D. H. D. (2019). Seasonality study of essential oil from leaves of Cymbopogon densiflorus and nanoemulsion development with antioxidant activity. Flavour and Fragrance Journal, 34(1), 5-14.
Sefidkon, F., & Omidbaigi, R. (2004). Chemical composition of the essential oil of Ferulago angulata from Iran. Journal of Essential Oil Bearing Plants, 7(1), 60-63.
Sepahvand, R., Delfan, B., Ghanbarzadeh, S., Rashidipour, M., Veiskarami, G. H., & Ghasemian-Yadegari, J. (2014). Chemical composition, antioxidant activity and antibacterial effect of essential oil of the aerial parts of Salvia sclareoides. Asian Pacific Journal of Tropical Medicine, 7, S491-S496.
Severino, R., Ferrari, G., Vu, K. D., Donsì, F., Salmieri, S., & Lacroix, M. (2015). Antimicrobial effects of modified chitosan based coating containing nanoemulsion of essential oils, modified atmosphere packaging and gamma irradiation against Escherichia coli O157: H7 and Salmonella Typhimurium on green beans. Food Control, 50, 215-222.
Shahabi, N., Tajik, H., Moradi, M., Forough, M., & Ezati, P. (2017). Physical, antimicrobial and antibiofilm properties of Zataria multiflora Boiss essential oil nanoemulsion. International Journal of Food Science & Technology, 52(7), 1645-1652.
Shahbazi, Y., Karami, N., & Shavisi, N. (2018). Effect of Ziziphora clinopodioides essential oil on shelf life and fate of Listeria monocytogenes and Staphylococcus aureus in refrigerated chicken meatballs. Journal of Food Safety, 38(1), e12394.
Shahbazi, Y., Shavisi, N., Karami, N., & Kakaei, S. (2015). Chemical composition and in vitro antibacterial activity of Ferulago angulata (Schlecht.) Boiss essential oil. Pharmaceutical Sciences, 21(1), 6-11.
Shahbazi, Y., Shavisi, N., Modarresi, M., & Karami, N. (2016). Chemical composition, antibacterial and antioxidant activities of essential oils from the aerial parts of Ferulago angulata (Schlecht.) Boiss and Ferulago bernardii Tomk. & M. Pimen from different parts of Iran. Journal of Essential Oil Bearing Plants, 19(7), 1627-1638.
Shavisi, N., Khanjari, A., Basti, A. A., Misaghi, A., & Shahbazi, Y. (2017). Effect of PLA films containing propolis ethanolic extract, cellulose nanoparticle and Ziziphora clinopodioides essential oil on chemical, microbial and sensory properties of minced beef. Meat Science, 124, 95-104.
Singh, G., Kapoor, I. P. S., Singh, P., de Heluani, C. S., de Lampasona, M. P., & Catalan, C. A. (2008). Chemistry, antioxidant and antimicrobial investigations on essential oil and oleoresins of Zingiber officinale. Food and Chemical Toxicology, 46(10), 3295-3302.
Srinivasan, R. M. J. N., Chandrasekar, M. J. N., Nanjan, M. J., & Suresh, B. (2007). Antioxidant activity of Caesalpinia digyna root. Journal of Ethnopharmacology, 113(2), 284-291.
Tang, S. Y., Manickam, S., Wei, T. K., & Nashiru, B. (2012). Formulation development and optimization of a novel Cremophore EL-based nanoemulsion using ultrasound cavitation. Ultrasonics Sonochemistry, 19(2), 330-345.
Taran, M., Ghasempour, H. R., & Shirinpour, E. (2010). Antimicrobial activity of essential oils of Ferulago angulata subsp. carduchorum. Jundishapur Journal of Microbiology, 3(1), 10-14
Tiwari, B. K., Valdramidis, V. P., O’Donnell, C. P., Muthukumarappan, K., Bourke, P., & Cullen, P. J. (2009). Application of natural antimicrobials for food preservation. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 57(14), 5987-6000.
Topuz, O. K., Özvural, E. B., Zhao, Q., Huang, Q., Chikindas, M., & Gölükçü, M. (2016). Physical and antimicrobial properties of anise oil loaded nanoemulsions on the survival of foodborne pathogens. Food Chemistry, 203, 117-123.