مقايسه خاصيت ضد ميكروبي و آنتي‌اكسيداني اسانس و نانوامولسيون اسانس گياه لعل كوهستان Oliveria decumbens به منظور كاربرد در صنايع غذايي

The comparison of antimicrobial and antioxidant activity of essential oil of Oliveria decumbens and its nanoemulsion preparation to apply in food industry

هدف اين مطالعه مقايسه ­ي اثرات ضد باكتريايي و آنتي ­اكسيداني اسانس (Od-EO) و نانو امولسيون (Od-NEO) گياه لعل كوهستان با نام علمي Oliveria decumbens براي استفاده عملي در صنايع غذايي بود. اين گياه از شمال شرقي استان خوزستان جمع­آوري شده و اسانس توسط دستگاه كلونجر استخراج شد. تركيبات Od-EO با استفاده از دستگاه GC-MS تعيين شدند. نانو امولسيون گياه به وسيله­ ي هم زدن تويين 80، آب مقطر و اسانس و سپس با استفاده از يك دستگاه سونيكاتور با قدرت 200 وات و يك كريستال پيزوالكتريك با قطر پروب 15 ميلي­متر انجام شد. اثرات ضد باكتري Od-EO و Od- NEO بر روي چهار باكتري اشريشيا كولاي O157:H7، سودوموناس آئروژينوزا ، استافيلوكوكوس اورئوس و ليستريا مونوسيتوژنز با استفاده از روش­هاي انتشار در ديسك آگار و ميكروديلوشن مورد بررسي قرار گرفت. اثر آنتي­اكسيداني نيز با استفاده از روش­هاي مهار DPPH و ABTS بررسي شد. داده­ها نشان داد كه تيمول (4/53%)، الفا ترپينن (48/20%)، پي=سيمن (02/18%) و ميريستيسين (7/2%) غالب­ترين تركيبات Od-EO بودند. اندازه­ي ذرات نانوامولسيون 71/47 نانومتر و پتانسيل زتا 3/36- ميلي ولت بود. مقدار IC50 در آزمون DPPH براي BHT، Od-EO و Od-NEO به ترتيب 57/18، 95/1456 و 29/757 (ميكروگرم بر ميلي­ليتر) بود. در روش ABTS ، اين مقادير به ترتيب 32/12، 83/565 و 89/507 (ميكروگرم در ميلي­ليتر) بود. مقادير MIC براي Od-EO و Od-NEO بين 312/0 تا 20 ميلي­گرم در ميلي­ليتر بود. كم­ترين مقدار MIC براي باكتري S. aureus و بيش­ترين مقدار براي P. aeruginosa به دست آمد. داده­ها نشان داد كه فعاليت آنتي ­اكسيداني Od-NEO بيش­تر از Od-EO است و اين اختلاف از نظر آماري معني­دار بود (P<0.05). همچنين، Od-NEO اثر مهاري بيش­تري نسبت به Od-EO بر روي باكتري­هاي مورد مطالعه داشت و باكتري­هاي گرم مثبت حساسيت بيش­تري نشان دادند. با توجه به بالاتر بودن خاصيت آنتي­اكسيداني و ضد ميكروبي Od-NEO، توجه بيش­تري به اين مسئله لازم است و Od-NEO مي­تواند به طور بالقوه در صنايع غذايي مورد استفاده قرار گيرد.

The aim of this study was to compare the antibacterial and antioxidant effects of essential oil (Od-EO) and nanoemulsion (Od-NEO) of Oliveria decumbens for practical use in food industry. The plant was collected from the North-East of Khuzestan province and essential oil was extracted by Clevenger device. The components of Od-EO were identified by GC–MS analysis. The Od-NEO was prepared by stirring tween 80, distilled water and Od-EO and then using a sonicator with a power of 200 W and a piezoelectric crystal with a probe diameter of 15 mm.The antibacterial effects of Od-EO and Od-NEO were evaluated on Escherichia coli O157:H7, Pseudomonasaeruginosa, Staphylococcus aureus and Listeria monocytogenes by disk diffusion agar and microdilution methods.Antioxidant effect was also evaluated using DPPH and ABTS scavenging methods. Data showed that thymol(53.4%), γ-terpinene (20.48%), p-cymene (18.02%) and myristicin (2.7%) were the most predominant compoundsof Od-EO. The particle size of Od-NEO was 45.71nanometer and the Zeta potential was -36.3 mV. The value ofIC50 in the DPPH test for BHT, Od-EO and Od-NEO were 18.57, 1456.95 and 757.29 (μg/ml), respectively. InABTS method, the IC50 rates were 12.32, 565.83 and 507.89 (μg/ml). The MIC of the Od-EO and Od-NEO rangedbetween 0.312 to 20 mg/ml. The lowest MIC value was obtained for S. aureus and highest value was obtained forP.aeruginosa. Data showed that the antioxidant activity of Od-NEO was significantly higher than Od-EO(p<0.05). Also, Od-NEO had a greater inhibitory effect on the studied bacteria than Od-EO and gram positivebacteria showed more sensitivity. Due to higher antioxidant and antimicrobial properties of Od-NEO, need forincreased attention to this issue and the Od-NEO could potentially be used in the food industry.