Journal of Mazandaran University of Medical Sciences

fa افزایش ویژگی‌های ضد باکتریایی اسانس آویشن دنایی در سیستم‌های رهایش نانوساختار در مقایسه با شکل سنتی Enhancing Antibacterial Properties: Thymus daenensis Oil in Nanostructured Delivery Systems Versus Traditional Form گیاهان دارویی Medicinal Plant پژوهشي-کامل Research(Original) سابقه و هدف: امروزه، استفاده از گیاهان دارویی نظیر آویشن دنایی به عنوان یک روش درمانی مکمل و مؤثر جهت کنترل و مهار رشد انواع میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا در سراسر جهان در حال افزایش است. هدف از این مطالعه، بررسی اثرات ضد میکروبی اسانس و نانوکپسول اسانس آویشن دنایی علیه تعدادی از باکتری‌های بیماریزای جدا شده از نمونه‌های آبزیان و مواد غذایی بود. مواد و روش‌ها: در این پژوهش تجربی، آویشن دنایی در خرداد ماه 1402، در شهرستان شهرکرد جمع آوری شد. اسانس اندام هوایی خشک شده گیاه با استفاده از دستگاه کلونجر (به روش تقطیر با بخار آب) به‌دست آمد. اجزای موجود در اسانس به روش گاز کروماتوگرافی طیف سنج جرمی (GC-Mass) شناسایی شدند. نانوکپسول اسانس آویشن دنایی با استفاده از 20 Tween، Tween 80 به عنوان امولسیفایر، پلی‌اتیلن گلیکول به عنوان حلال کمکی، محلول کیتوزان اسیدی (1 درصد) و نشاسته اصلاح شده (5 درصد) به‌عنوان پوشش، تهیه شد. جهت تأیید ساختار نانوکپسول اسانس از میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و پراکندگی نور دینامیکی (DLS) استفاده شد. خاصیت ضد میکروبی علیه باکتری‌های لیستریا مونوسیتوژنز، اشرشیا کلای، باسیلوس سرئوس، سالمونلا تایفی موریوم، پروتئوس میرابیلیس، استافیلوکوکوس اورئوس و کلبسیلا پنومونیه جدا شده از نمونه‌های آبزیان (ماهی و لابستر) و انواع مواد غذایی (شیر خام، بستنی سنتی و گوشت گوسفند، گاو، مرغ) به روش‌های انتشار دیسک، تعیین حداقل غلظت مهاری(MIC) و کشندگی(MBC) به روش میکرودایلوشن و ممانعت از تشکیل بیوفیلم بررسی شد. یافته‌ها: براساس آنالیز اجزای اسانس عمده ترکیبات اسانس آویشن دنایی به ترتیب مربوط به تیمول (75/31 درصد)،8 p-Cymene (4/62 درصد)، کارواکرول (4/2 درصد)، trans-Cayophyllene (3/01 درصد)، ترپنین (2/01 درصد) و بتا میرسین (1/21 درصد) بود. با توجه به نتایج به دست آمده بر اساس روش TEM و DLS ساختار نانوکپسول اسانس آویشن دنایی مورد تایید قرار گرفت. اندازه نانوکپسول ها بین ۵۰ تا ۹۰ نانومتر بود. میزان MIC برای باکتری‌های مذکور بین ۵/۶۲ تا ۲۵۰ میکروگرم بر میلی‌لیتر بود. کم‌ترین میزان MIC برای پروتئوس میرابیلیس، استافیلوکوکوس اورئوس و کلبسیلا پنومونیه با غلظت ۵/۶۲ میکروگرم بر میلی‌لیتر نانو کپسول اسانس آویشن دنایی گزارش شد. هم‌چنین میزان MBC برای باکتری‌های مذکور بین ۱۲۵ تا ۱۰۰۰ میکروگرم بر میلی‌لیتر بود. طبق نتایج به‌دست آمده میزان MIC و MBC برای همه باکتری‌های مذکور نسبت به نانوکپسول اسانس آویشن دنایی کم‌تر از اسانس تنها بود(0/05>P). براساس نتایج با افزایش غلظت اسانس، قطر هاله عدم رشد، افزایش نشان داد در حالی که این نتایج برای نانوکپسول اسانس این طور نبود. در تمام باکتری‌ها به جز استافیلوکوکوس اورئوس، قطر هاله عدم رشد برای غلظت‌های مختلف اسانس بیش‌تر از نانوکپسول اسانس بود. درصد مهار تولید بیوفیلم نیز در غلظت‌های ۱۲۵ و ۲۵۰ میکروگرم بر میلی‌لیتر نانو کپسول آویشن به جز کلبسیلا پنومونیه ۱۰۰ درصد گزارش شد. در تمامی غلظت‌های نانو کپسول آویشن دنایی، درصد کاهش بیوفیلم باکتری‌ها به‌طور معنی‌داری نسبت به اسانس تنها بیش‌تر بود (0/05>P). استنتاج: طبق نتایج به‌دست آمده ساختار نانوکپسول اسانس آویشن دنایی نسبت به اسانس آن، دارای خواص ضد باکتریایی بیش‌تری بود. پیشنهاد می‌شود که مطالعه‌های آینده جهت سم‌شناسی نانوکپسول تهیه شده در سطح سلول‌های سالم و سرطانی در شرایط آزمایشگاهی صورت گیرد. به علاوه جهت کاربردی نمودن آن در صنعت غذا، مطالعه‌های تجربی در مدل‌های غذایی نیز انجام گیرد.   Background and purpose: Today, the use of medicinal plants such as T. daenensis as a complementary and effective treatment method to control and inhibit the growth of pathogenic microorganisms is increasing all over the world. This study aimed to investigate the antimicrobial effects of T. daenensis essential oil (EO) and its nanocapsulated against some pathogenic bacteria isolated from aquatic and food samples. Materials and methods: In this experimental research, T. daenensis was collected in June 2023 in Shahrekord City. The EO of the dried aerial part of the plant was obtained by using a Clevenger device (steam distillation). The components in the EO were identified by gas chromatography-mass spectrometry (GC-Mass). T. daenensis EO nanocapsules were prepared using Tween 20, Tween 80 as emulsifier, polyethylene glycol as a co-solvent, acidic chitosan solution (1%), and modified starch (5%) as a coating. Transmission electron microscope (TEM) and dynamic light scattering (DLS) were used to confirm their structure. Antimicrobial properties against Listeria monocytogenes, Escherichia coli, Bacillus cereus, Salmonella typhimurium, Proteus mirabilis, Staphylococcus aureus and Klebsiella pneumoniae isolated from aquatic samples (fish and lobster) and various foods (raw milk, traditional ice cream and mutton, beef, chicken) were investigated by disc diffusion method, determination of minimum inhibitory concentration (MIC) and bactericidal (MBC) by microdilution method. Also, the prevention of biofilm formation was investigated. Results: The main components of the T. daenensis EO were thymol (75.31 percent), 8 p-Cymene (4.62 percent), carvacrol (4.2 percent), trans-cayophyllene (3.01 percent), terpenine (2.01 percent) and beta- myrcin (1.21 percent), respectively. TEM and DLS methods confirmed the structure of the T. daenensis EO nanocapsules. The size of nanocapsules was between 50 and 90 nm. The MIC amounts for the mentioned bacteria were between 62.5 and 250 μg/ml. The lowest MIC value for P. mirabilis, S. aureus, and K. pneumoniae was reported with a concentration of 62.5 μg/ml of T. daenensis EO nanocapsule. Also, the amounts of MBC for the mentioned bacteria were between 125 and 1000 µg/ml. According to the obtained results, the MIC and MBC levels for all mentioned bacteria against T. daenensis EO nanocapsule were lower than the EO alone (P<0.05). According to the results, with the increase in the concentration of EO, the diameter of the non-growth halo increased, while these results were not the same for T. daenensis EO nanocapsule. In all bacteria except S. aureus, the diameter of the non-growth halo for different concentrations of EO was greater than that of T. daenensis EO nanocapsule. The inhibition percentage of biofilm production was also reported 100% at 125 and 250 μg/ml of T. daenensis EO nanocapsule, except for K. pneumonia. In all concentrations of T. daenensis EO nanocapsule, the percentage of bacteria biofilm reduction was significantly higher than the EO alone (P<0.05). Conclusion: Based on the findings of the study, the T. daenensis EO nanocapsule had more antibacterial properties than EO alone. It is suggested that future studies for the toxicology of T. daenensis EO nanocapsule on normal and cancerous cells be done iv-vitro. In addition, to apply it in the food industry, experimental studies on food models should also be conducted نانوکپسول, آویشن دنایی, باکتری بیماری زا, ضد میکروبی, گاز کروماتوگرافی nanocapsule, Thymus daenensis, pathogenic bacteria, antimicrobial, gas chromatography 14 26 http://jmums.mazums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1564-9&slc_lang=fa&sid=1 Atrin Ashabani آترین آشعبانی atrin.shabani72@gmail.com 1003194753284600164953 0009-0000-4040-768X No DVM, Faculty of Veterinary Medicine, Shahrekord Branch, Islamic Azad University, Shahrekord, Iran دکترای دامپزشکی، دانشکده دامپزشکی، واحد شهرکرد، دانشگاه آزاد اسلامی، شهرکرد، ایران Mehdi Raissy مهدی رئیسی mreissy@yahoo.com 1003194753284600164954 1003194753284600164954 No Professor, Faculty of Veterinary Medicine, Shahrekord Branch, Islamic Azad University, Shahrekord, Iran استاد، دانشکده دامپزشکی، واحد شهرکرد، دانشگاه آزاد اسلامی، شهرکرد، ایران Reza Sharafati Chaleshtori رضا شرافتی چالشتری E-mail: sharafati.reza@gmail.com 1003194753284600164955 1003194753284600164955 Yes Associate Professor, Biochemistry and Nutrition Research Center in Metabolic Diseases, Kashan University of Medical Sciences, Kashan, Iran دانشیار، مرکز تحقیقات بیوشیمی و تغذیه در بیماری های متابولیک، دانشگاه علوم پزشکی کاشان، کاشان، ایران