בבדיקות מעבדה, שמן אתרי מגנוליה שיבש את החיידקים המזיקים ואת הרדיקלים החופשיים המנוטרלים, מה שמראה הבטחה כפתרון טבעי לבטיחות המזון ואריזה אנטי -מיקרוביאלית.
מחקר: שמן אתרי מגנוליה: חקר ראשוני של ההרכב הכימי ופוטנציאל המיקרוביאלי והנוגדי החמצון שלו. קרדיט תמונה: Elena.Katkova / Shutterstock
במחקר שפורסם לאחרונה בכתב העת גבולות במיקרוביולוגיההחוקרים ניתחו את ההרכב הכימי, אנטי -מיקרוביאלי ונוגד חמצון של שמן אתרי מגנוליה (MEO).
שמנים אתריים טבעיים הנגזרים מצמחים הוכרו זה מכבר בזכות הפעילות הביולוגית השונות שלהם, כולל תכונות נוגדי פטרייה, נוגדי חמצון ואנטיבקטריאליות. שמנים אתריים הם תערובות של תרכובות נדיפות, כמו פנולים וטרפנואידים, המציגים תכונות טיפוליות. מאו מופק מבלני פרחים מיובשים של מגנוליה ספרינגרי– מ. דנודאטהו M. Biondiiוהוא עשיר בתרכובות ביו-אקטיביות כמו 1,8-cineole, linalool ו- (+)-סיטרונל כמרכיבים עיקריים, כאשר יוגנול ו- α-pinene קיימים גם בכמויות קטנות יותר.
ל- MEO יש תכונות אנטי דלקתיות, נוגדי חמצון ואנטיבקטריאליות, והיא שימשה בתעשיית המזון כדי לעכב פתוגנים הנישאים במזון ולעכב קלקול. עם זאת, המחקר על המנגנונים האנטיבקטריאליים של MEO והאינטראקציות שלו עם מטבוליזם חיידקי מוגבל. לפיכך, הבנה טובה יותר של מנגנונים אלה עלולה להוביל להתפתחות של חומרים אנטי -מיקרוביאליים חדשים מ- MEO.
על המחקר
במחקר הנוכחי, החוקרים ניתחו את ההרכב הכימי של MEO, כמו גם את הפוטנציאל הנוגד החמצון והאנטי -מיקרוביאלי שלו. ראשית, הם ביצעו ניתוח ספקטרומטריה של כרומטוגרפיה של גז (GC-MS) כדי לקבוע את ההרכב הכימי של MEO. בסיס הנתונים הלאומי לתקנים וטכנולוגיה (NIST) שימש לזיהוי תרכובות ב- MEO.
שיטת נורמליזציה של האזור הוחלה כדי להעריך את התוכן היחסי של תרכובות בכרומטוגרמה. שיטת דיפוזיה של דיסק נייר המסנן שימשה כדי להעריך את הפעילות האנטיבקטריאלית של MEO כנגד הפתוגנים הנפוצים של המזון: סלמונלה טיפימוריום– ליסטריה מונוציטוגנים– Staphylococcus aureusו Escherichia coliו
שיטת המיקרו -דלילה שימשה להערכת הריכוזים המינימליים המעכבים (MIC) והחיידקים (MBC) של MEO. הוערכו גם השפעותיו של MEO על עקומת הצמיחה של חיידקי הבדיקה. הצוות השתמש בספקטרופוטומטריה אולטרה סגולה כדי למדוד את שחרורם של חומרים תוך -תאיים בעקבות טיפול ב- MEO. בנוסף, המוליכות החשמלית של תרבויות חיידקים לאחר דגירה של MEO נמדדה באמצעות מד מוליכות.
מבחנים ביוכימיים בוצעו כדי לקבוע את הפעילות של אנזימים תוך -תאיים כמו סופרוקסיד דיסמוטאז (SOD), Malondialdehyde (MDA), ATPase ו- Alkaline Phosphatase (AKP). חיידקים נבדקו באמצעות מיקרוסקופיית אלקטרונים סריקה (SEM). יתר על כן, הפעילות הנוגדת חמצון של MEO נקבעה באמצעות מבחני Scaving, FRAP ו- Hydroxyl Radical.
ממצאים
ניתוח GC-MS זיהה 49 תרכובות ב- MEO, המייצגות 99.04% מכלל תוכן MEO. המרכיבים העיקריים היו טרפנואידים. 1,8-cineole, linalool ו- (+)-סיטרונל היו המרכיבים העיקריים שהיוו 44.8%, 29.1%ו- 6.9%מה- MEO, בהתאמה. MEO עיכב את צמיחתם של כל הפתוגנים שנבדקו, עם אזורי עיכוב שנעים בין 10.9 מ"מ ל 12.6 מ"מ. ל- MEO היה מיקרופון של 4 μl/ml נגד S. Typhimurium וכן L. monocytogenes ו- 5 μl/ml נגד ש. אוורוס וכן א. קוליו
פעילות אנטיבקטריאלית חוץ גופית של שמן אתרי מגנוליה (MEO).
ה- MBC של MEO היה 5 μl/ml עבור א. קולי– S. Typhimuriumו L. monocytogenes ו- 8 μl/ml עבור ש. אוורוסמציין פעילות חיידקית חלשה יותר כנגד ש. אוורוסו טיפול ב- MEO במיקרופון של 0.25 מיקרופון ו- 0.5 מיקרופון עיכב ביעילות את שלב הגידול הלוגריתמי של כל החיידקים שנבדקו. דגירה חיידקית עם MEO הגדילה את תכולת החלבון החוץ תאי ותכולת חומצה גרעינית, מה שמרמז על כך ש- MEO משבש את חדירות קרום התא, ומדליפת תוכן תוך -תאיים.
יתר על כן, דגירה עם MEO הגדילה את המוליכות החשמלית של תרבויות חיידקים כתוצאה משחרור תכנים תוך -תאיים הנושאים מטענים חשמליים. דגירה עם MEO הפחיתה משמעותית את רמות AKP ו- ATPase בכל ארבעת הפתוגנים. לעומת זאת, רמות ה- MDA ו- SOD היו מוגברות באופן משמעותי לאחר טיפול ב- MEO.
SEM גילה משטחי תאי חיידקים שהתמוטטו, קרעים, כניסה וצורות מעוותות בכל ארבעת החיידקים שטופלו ב- MEO, מה שמרמז כי MEO פוגע בממברנות חיידקים ובמבני דופן התא. ל- MEO הייתה הפעילות הגבוהה ביותר לניקוי כנגד רדיקלים של DPPH, ואחריהם רדיקלים הידרוקסיליים, והראתה תגובה נוגדת חמצון תלויה במינון.
בעוד שתוצאות אלה מדגימות תכונות אנטי -מיקרוביאליות ונוגדות חמצון חזקות, המחברים מציינים מספר אתגרים ומגבלות לפני שניתן ליישם MEO באופן נרחב. שמנים אתריים, כמו MEO, הם תנודתיים מאוד ועלולים להשפיל כאשר הם נחשפים לחום, אור או חמצן. הארומה החזקה שלהם ואופי ההידרופובי שלהם עשויים להגביל את היישום הישיר שלהם במזונות מסוימים, והציטוטוקסיות הפוטנציאלית של MEO בריכוזים גבוהים יותר דורשת הערכה נוספת בכדי להבטיח את בטיחות הצרכן. המחקר מציע כי מחקר עתידי צריך להתמקד בשיפור היציבות והשחרור המבוקר של MEO, למשל, באמצעות NanoEncapsulation, ובהערכת בטיחותו לשימוש לטווח הארוך.
מסקנות
הממצאים ממחישים את הפעילות האנטיבקטריאלית של MEO נגד S. Typhimurium– ש. אוורוס– א. קוליו L. monocytogenesו העוצמה האנטיבקטריאלית של MEO הייתה דומה או גבוהה יותר מזו של שמנים אתריים שדווחו בעבר. MEO עיכב את שלב הגידול הלוגריתמי החיידקי, גרם לדליפה של חומרים תוך -תאיים וגרם לחץ חמצוני, פוגע במטבוליזם של חיידקים והישרדות. ל- MEO היו גם תכונות נוגדות חמצון חזקות, מה שמעיד על פוטנציאל ליישומים רחבים יותר. עם זאת, התייחסות לאתגרים הקשורים ליציבות, ארומה ובטיחות נחוצה לשימוש עתידי במסחר או בתעשיית המזון.
