اسانس لعل کوهستان و صمغ بنه: ارزیابی خواص ضد میکروبی و شیمیایی در طی فرآیند حرارتی

مجله پژوهشهای علوم و صنایع غذایی ایران

مقاله 5، دوره 19، شماره 3 - شماره پیاپی 81، مرداد و شهریور 1402، صفحه 65-77   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی انگلیسی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ifstrj.2023.82016.1252

نویسندگان

سید جواد حسینی¹؛ مصطفی شهیدی نوقابی^{* 2}؛ حسین زمانی³؛ غلامحسین ظهوری⁴؛ محبوبه سرابی جماب⁵

¹گروه فرآوری مواد غذایی، موسسه پژوهشی علوم و صنایع غذایی، مشهد، ایران

²گروه شیمی مواد غذایی، موسسه پژوهشی علوم و صنایع غذایی، مشهد، ایران

³گروه ماشین آلات صنایع غذایی، موسسه پژوهشی علوم و صنایع غذایی، مشهد، ایران

⁴گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

⁵گروه بیوتکنولوژی مواد غذایی، موسسه پژوهشی علوم و صنایع غذایی، مشهد، ایران

چکیده

اسانس­های ضروری معمولاً در برابر میکروارگانیسم­های نامطلوب تاثیر خوب و بسزایی دارند. بنابراین می­توان از آن­ها به عنوان عوامل ضد میکروبی طبیعی در مواد غذایی یا بسته‌بندی آن­ها استفاده کرد. در این تحقیق خصوصیات ضد میکروبی دو اسانس (صمغ بنه و لعل کوهستان) قبل و بعد از فرآیند حرارتی (10 دقیقه– 200 درجه سانتی­گراد) در برابر فساد باکتری و کپک در نان بررسی شده است. همچنین ترکیبات اسانس­ها با کروماتوگرافی گازی- طیف‌سنجی جرمی شناسایی شدند. ترکیبات اصلی اسانس لعل کوهستان کارواکرول، تیمول و المیسین قبل و بعد از عملیات حرارتی بودند. در مورد صمغ بنه، تنها یک پیک شاخص در کروماتوگرام مشاهده شد که مربوط به آلفا-پینن بود. برای هر دو اسانس، کمترین غلظت ممانعت کنندگی  (MIC)و کمترین غلظت قارچ­کشی (MFC) در برابر آسپرژیلوس نایجر به ترتیب 4000 و 8000 میکرولیتر بر میلی­لیتر بود. اثر ضد میکروبی هر دو اسانس در برابر باسیلوس سوبتیلیس بیشتر از کپک بود. مقدار MIC و MBC برای لعل کوهستان به‌ترتیب 125 و 250 میکرولیتر در میلی­لیتر و برای صمغ بنه  5/62 و 125 میکرولیتر بر میلی­لیتر بود. نتایج نشان داد که این دو اسانس اثر امیدوارکننده‌ای بر میکروارگانیسم‌های اصلی فساد نان دارند. فرآیند حرارتی تأثیر معنی‌داری بر فعالیت ضد­میکروبی اسانس صمغ بنه در برابر آسپرژیلوس نایجر نداشت، اما به طور قابل‌توجهی فعالیت ضد­میکروبی علیه باسیلوس سوبتیلیس را کاهش داد، در حالی که در مورد فعالیت ضد میکروبی اسانس لعل­ کوهستان، نتایج برعکس بود. با توجه به اینکه کپک­ها بیشترین عامل فساد نان هستند، استفاده از اسانس صمغ بنه به عنوان نگهدارنده طبیعی در محصولاتی که عملیات حرارتی بالایی را تحمل می­کنند مانند نان و فرآورده­های نانوایی توصیه می­شود.

کلیدواژه‌ها

پایداری حرارتی؛ صمغ بنه؛ کروماتوگرافی‌گازی؛ لعل کوهستان؛ MBC/MFC

مراجع

1. Ahmed, Z.B., Yousfi, M., Viaene, J., Dejaegher, B., Demeyer, K., & Vander Heyden, Y. (2021). Four Pistacia atlantica subspecies (atlantica, cabulica, kurdica and mutica): A review of their botany, ethnobotany, phytochemistry and pharmacology. Journal of Ethnopharmacology, 265, 113329. https://doi.org/10.1016/j.jep.2020.113329
2. Alhendi, A., & Choudhary, R. (2013). Current practices in bread packaging and possibility of improving bread shelf-life by nano-technology. INT Journal Food Science Nutrient, 3(4), 55-60. https://doi.org/10.5923/j.food.20130304.02
3. Aljeldah, M.M. (2022). Antioxidant and antimicrobial potencies of chemically-profiled essential oil from Asteriscus graveolens against clinically-important pathogenic microbial strains. Molecules, 27(11), 3539. https://doi.org/10.3390/molecules27113539.
4. Amin, G., Sourmaghi, M.S., Zahedi, M., Khanavi, M., & Samadi, N. (2005). Essential oil composition and antimicrobial activity of Oliveria decumbens. Fitoterapia, 76(7-8), 704-707. https://doi.org/10.1016/j.fitote.2005.06.009
5. Azeez, S.H., & Gaphor, S.M. (2019). Evaluation of antibacterial effect against Porphyromonas gingivalis and biocompatibility of essential oil extracted from the gum of Pistacia atlantica kurdica. BioMed Research International, 2019. https://doi.org/10.1155/2019/9195361
6. Bagamboula, C., Uyttendaele, M., & Debevere, J. (2004). Inhibitory effect of thyme and basil essential oils, carvacrol, thymol, estragol, linalool and p-cymene towards Shigella sonnei and flexneri. Food Microbiology, 21(1), 33-42. https://doi.org/10.1016/S0740-0020(03)00046-7
7. Behrooz, M. (2016). Antimicrobial and antioxidant activity of the essential oil and different extracts of Oliveria decumbens Shiraz]. Faculty of agriculture. (In Persian)
8. Borghei, M., Karbassi, A., Oromiehie, A., & Javid, A. (2010). Microbial biodegradable potato starch based low density polyethylene. African Journal of Biotechnology, 9(26), 4075-4080.
9. Cioban, C., ALEXA, E., Sumalan, R., & Merce, I. (2010). Impact of packaging on Bread physical and chemical properties. Bulletin of University of Agricultural Sciences and Veterinary Medicine Cluj-Napoca. Agriculture, 67(2).
10. Doosti, B. (2019). The comparison of antibacterial and antifungal effects of Pistacia atlantica gum with some inuse antibiotics. Journal of Cellular and Molecular Research (Iranian Journal of Biology), 32(1), 32-43.
11. Ellahi, H., Khalili Sadrabad, E., Hekmatimoghaddam, S., Jebali, A., Sadeghizadeh-yazdi, J., Rastiani,, & Akrami Mohajeri, F. (2019). Antimicrobial activity and chemical composition of Pistachia atlantica gum subsp. kurdica. essential oil. Journal of Nutrition and Food Security, 4(3), 186-190. https://doi.org/10.18502/jnfs.v4i3.1310
12. Elyemni, M., Louaste, B., Nechad, I., Elkamli, T., Bouia, A., Taleb, M., & Eloutassi, N. (2019). Extraction of essential oils of Rosmarinus officinalis by two different methods: hydrodistillation and microwave assisted hydrodistillation. The Scientific World Journal, 13(1), 426-433. https://doi.org/10.1155/2019/3659432
13. Esmaeili, H., Karami, A., & Maggi, F. (2018). Essential oil composition, total phenolic and flavonoids contents, and antioxidant activity of Oliveria decumbens Vent.( Apiaceae) at different phenological stages. Journal of Cleaner Production, 198, 91-95. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.07.029
14. Faparusi, F., & Adewole, A. (2019). Characterization of moulds associated with spoilage of bread sold in Ilaro, Yewa-South, Nigeria. International Journal of Biological and Chemical Sciences, 13(1), 426-433. https://doi.org/10.4314/ijbcs.v13i1.33
15. Fathollahi, M., Aminzare, M., Mohseni, M., & Hassanzadazar, H. (2019). Antioxidant capacity, antimicrobial activities and chemical composition of Pistacia atlantica kurdica essential oil. Veterinary Research Forum.
16. Fonseca, L.M., Radünz, M., dos Santos Hackbart, H.C., da Silva, F.T., Camargo, T.M., Bruni, G.P.,& Dias, A.R.G. (2022). Electrospun potato starch nanofibers for thyme essential oil encapsulation: antioxidant activity and thermal resistance. Journal of the Science of Food and Agriculture, 100(11), 4263-4271. https://doi.org/10.1002/jsfa.10468
17. Garcia-Sotelo, D., Silva-Espinoza, B., Perez-Tello, M., Olivas, I., Alvarez-Parrilla, E., González-Aguilar, G. A., & Ayala-Zavala, J.F. (2019). Antimicrobial activity and thermal stability of rosemary essential oil:β−cyclodextrin capsules applied in tomato juice. LWT, 111, 837-845. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2019.05.061
18. Gerez, C.L., Torino, M.I., Rollán, G., & De Valdez, G.F. (2009). Prevention of bread mould spoilage by using lactic acid bacteria with antifungal properties. Food Control, 20(2), 144-148. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2008.03.005
19. Ghalem, B., & Mohamed, B. (2009). Essential oil from gum of Pistacia atlantica: screening of antimicrobial activity. African Journal of Pharmacy and Pharmacology, 3(3), 87-91.
20. Gourine, N., Yousfi, M., Bombarda, I., Nadjemi, B., Stocker, P., & Gaydou, E. (2010). Antioxidant activities and chemical composition of essential oil of Pistacia atlantica from Algeria. Industrial Crops and Products, 31(2), 203-208. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2009.10.003
21. HamaAmin, H.H., Aziz, P.Y., & Azeez, S.H. (2022). Evaluation of antibacterial and antifungal activity of Pistacia atlantica kurdica oil gum extract from Halabja Province/Kurdistan region of Iraq. Polytechnic Journal, 12(1), 166-170. https://doi.org/10.25156/ptj.v12n1y2022.pp166-170
22. Hasheminya, S.-M., & Dehghannya, J. (2020). Composition, phenolic content, antioxidant and antimicrobial activity of Pistacia atlantica kurdica hulls’ essential oil. Food Bioscience, 34, 100510. https://doi.org/10.1016/j.fbio.2019.100510
23. Hesami, G., Bahramian, S., Fatemi, A., & Hesami, S. (2014). Effect of Pistacia atlantica kurdica essential oil and acetic acid on Botrytis cinerea growth in culture media and strawberry fruits. Bulletin of Environment, Pharmacology and Life Sciences, 3(2), 100-106.
24. Jaradat, N., Al-Maharik, N., Hawash, M., Abualhasan, M.N., Qadi, M., Ayesh, O., & Arar, M. (2022). Essential oil composition, antimicrobial, cytotoxic, and cyclooxygenase inhibitory areas of activity of Pistacia lentiscus from Palestine. Arabian Journal for Science and Engineering, 47, 6869–6879. https://doi.org/10.1007/s13369-021-06555-x
25. Jideani, V.A., & Vogt, K. (2016). Antimicrobial packaging for extending the shelf life of bread—A review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 56(8), 1313-1324. https://doi.org/10.1080/10408398.2013.768198
26. Karami, A., Khoshbakht, T., Esmaeili, H., & Maggi, F. (2020). Essential oil chemical variability in Oliveria decumbens (Apiaceae) from different regions of Iran and its relationship with environmental factors. Plants, 9(6), 680. https://doi.org/10.3390/plants9060680
27. Krepker, M., Zhang, C., Nitzan, N., Prinz-Setter, O., Massad-Ivanir, N., Olah, A., & Segal, E. (2018). Antimicrobial LDPE/EVOH layered films containing carvacrol fabricated by multiplication extrusion. Polymers, 10(8).
28. Mahjoub, F., Rezayat,A., Yousefi, M., Mohebbi, M., & Salari, R. (2018). Pistacia atlantica Desf. A review of its traditional uses, phytochemicals and pharmacology. Journal of Medicine and Life, 11(3), 180. https://doi.org/10.25122/jml-2017-0055
29. Memariani,, Sharifzadeh, M., Bozorgi, M., Hajimahmoodi, M., Farzaei, M.H., Gholami, M., & Saniee, P. (2017). Protective effect of essential oil of Pistacia atlantica Desf. On peptic ulcer: role of α-pinene. Journal of Traditional Chinese Medicine, 37(1), 57-63. https://doi.org/10.1016/S0254-6272(17)30027-4
30. Mokhtari, S., Ahrari, A., & Hosseini, Z. (2021). Comparison of the effects of the leaf extract and gum of Pistacia atlantica and chlorhexidine on the growth initiation of mutans: an in vitro study. European Journal of Molecular and Clinical Medicine, 8(3), 2688-2697. https://ejmcm.com/article_10726_54619c45ff94fe1d0b1df27022780590.pdf
31. Neffati, N., Aloui, Z., Karoui, H., Guizani, I., Boussaid, M., & Zaouali, Y. (2017). Phytochemical composition and antioxidant activity of medicinal plants collected from the Tunisian flora. Natural Product Research, 31(13), 1583-1588. https://doi.org/10.1080/14786419.2017.1280490
32. Paventi, G., de Acutis, L., De Cristofaro, A., Pistillo, M., Germinara, G.S., & Rotundo, G. (2020). Biological activity of Humulus lupulus (L.) essential oil and its main components against Sitophilus granarius (L.). Biomolecules, 10(8), 1108. https://doi.org/10.3390/biom10081108
33. Pina-Pérez, M.C., Rivas, A., Martínez, A., & Rodrigo, D. (2018). Effect of thermal treatment, microwave, and pulsed electric field processing on the antimicrobial potential of açaí (Euterpe oleracea), stevia (Stevia rebaudiana Bertoni), and ginseng (Panax quinquefolius) extracts. Food Control, 90, 98-104. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2018.02.022
34. Rahimi, A.R., Hadian, J., Azizi, M., Abdosi, V., & Larijani, K. (2016). Quantity and quality of essential oil of Pistacia atlantica subsp. kurdica in response to gradual harvest of oleoresin. Journal of Essential Oil Bearing Plants, 19(3), 616-623. https://doi.org/10.1080/0972060X.2014.958571
35. Rahimi, A.R., Hadyan, J., Azizi, M., Abdosi, V., & Larijani, K. (2013). Comparison of chemical compounds found in the gum essential oil of male and female Pistacia atlantica kurdica. Journal of Biodiversity and Environmental Sciences (JBES), 3(12), 174-178.
36. Rezaie, M., Farhoosh, R., Sharif, A., Asili, J., & Iranshahi, M. (2015). Chemical composition, antioxidant and antibacterial properties of Bene (Pistacia atlantica mutica) hull essential oil. Journal of Food Science and Technology, 52(10), 6784-6790. https://doi.org/10.1007/s13197-015-1789-0
37. Rodriguez, A., Nerin, C., & Batlle, R. (2008). New cinnamon-based active paper packaging against Rhizopus stolonifer food spoilage. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 56(15), 6364-6369. https://doi.org/10.1021/jf800699q
38. Sadeghi, A., Mortazavi, S.A., & Bahrami, A .(2011). Detection of rupins born factors in bread dough using polymerase chain reaction. Second National Conference on Applied Microbiology of Iran (In Persian),
39. Sereshti, H., Izadmanesh, Y., & Samadi, S. (2011). Optimized ultrasonic assisted extraction–dispersive liquid–liquid microextraction coupled with gas chromatography for determination of essential oil of Oliveria decumbens Journal of Chromatography A, 1218(29), 4593-4598. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.chroma.2011.05.037
40. Sharifi, S., & Hazell, S.L. (2011). GC-MS analysis and antimicrobial activity of the essential oil of the trunk exudates from Pistacia atlantica kurdica. Journal of Pharmaceutical Sciences and Research, 3(8), 1364.
41. Zali, S.H., & Tahmasb, R. (2016). Medicinal plants of Farashband tribe's winter pastures and their traditional uses. Journal Advances Health Medical Sciences, 2(1), 18-27. https://doi.org/10.20474/jahms-2.1.3