مقايسه فعاليت ضد ميكروبي و آنتي اكسيداني اسانس و نانوامولسيون اسانس گياه چوير (Ferulago angulata) جمع‌آوري شده از مناطق غربي ايران

Comparison of antimicrobial and antioxidant activities of essential oil and Nano-emulsion of Ferulago angulata (Chavir) collected from the western regions of Iran

مواد نگهدارنده طبيعي امروزه به طور گسترده در صنايع غذايي استفاده مي­شوند. در اين مطالعه اسانس گياه چوير با استفاده از روش اولتراسونيك در فشار بالا به نانوامولسيون قابل پخش در آب (قطر ذرات 42 نانومتر) تبديل گرديد. آناليز تركيبات اسانس نشان داد كه هيدروكربن­هاي مونوترپني و مونوترپن­هاي اكسيژنه بيشترين تركيبات اسانس را تشكيل مي­دهند. فعاليت ضدميكروبي اسانس و نانو امولسيون با اندازه­گيري حداقل غلظت مهاركنندگي (MIC) و حداقل غلظت كشندگي (MBC) و همچنين به روش انتشار ديسك در آگار بر روي 4 باكتري و دو قارچ مهم بيماري­زاي مواد غذايي بررسي شد. علاوه بر اين فعاليت آنتي­اكسيداني با استفاده از روش راديكال آزاد DPPH و كاتيون زدايي راديكال ABTS+ اندازه­گيري گرديد. نتايج نشان داد كه فعاليت ضدميكروبي اسانس زماني كه به نانوامولسيون تبديل مي­شود، به دليل دسترسي آسان­تر نانوامولسيون به سلول باكتري افزايش مي­يابد. به طور كلي باكتري­هاي گرم مثبت در مقايسه با باكتري­هاي گرم منفي حساسيت بيشتري به نانوامولسيون گياه نشان دادند. ليستريا مونوسايتوژنز حساس­ترين باكتري در برابر فعاليت ضدباكتريايي اسانس و نانوامولسيون بود. علاوه بر اين اسانس و نانوامولسيون داراي اثرات قابل توجهي بر روي مهار رشد آسپرژيلوس نايجر و كانديدا البيكنز بودند. بررسي مقادير DPPH و +ABTS اسانس و نانوامولسيون نشان داد كه گرچه فعاليت آنتي­اكسيداني اسانس و نانوامولسيون به وضوح از گروه استاندارد (BHT) پايين­تر است اما فعاليت آنتي­اكسيداني نانوامولسيون در هر دو روش بيشتر از اسانس گياه است. نتايج اين مطالعه نشان داد كه با تبديل اسانس به نانوامولسيون اسانس گياه چوير مي­توان خواص ضد ميكروبي و آنتي­اكسيداني آن را افزايش داد.

Natural preservatives are widely used in the food industry, today. In this study, the essential oil of Chavir plant (Ferulago angulate) was formulated as a water-dispersible nano-emulsion (diameter = 42 nm) using high pressure ultrasonic method. Analysis of essential oil composition showed that monoterpene hydrocarbons and oxygen monoterpenes comprised the main compounds of essential oil. The antimicrobial activity of essential oil and Nano-emulsion oil was evaluated with determination of the minimum inhibitory concentration (MIC) and the minimum biocidal concentration (MBC) as well as the disc diffusion agar methods on four pathogenic bacterial strains and two important fungi that cause foodborne illness. In addition, antioxidant activity was measured using DPPH free radical scavenging method and ABTS+ radical cation. The results showed that the antimicrobial activity of the essential oil increases when it is converted to Nano-emulsion due to easier access of Nano-emulsion to the bacterial cell membrane. In general, gram-positive bacteria displayed more susceptibility to the Nano-emulsion than gram-negative bacteria. Listeria monocytogenes was the most susceptible bacteria to the antibacterial activity of essential oils and Nano-emulsion. In addition, essential oils and Nano-emulsion had significant effects on inhibiting the growth of Aspergillus niger and Candida albicans. Although the antioxidant activities of essential oils and Nano-emulsion were significantly lower than the standard group (BHT), the antioxidant activity of Nano-emulsion was higher than in free essential oils using both methods. The results of this study showed that by converting essential oil to the Nano-emulsion of Chavir essential oil, its antimicrobial and antioxidant properties can be increased.