植物源化合物和精油对克罗诺杆菌菌株的抗菌活性外文翻译资料

 2022-02-14 08:02

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植物源化合物和精油对克罗诺杆菌菌株的抗菌活性

摘要

精油是由植物材料制成的液体制剂。它们用于腐败和病原微生物生长抑制剂，是食品中化学添加剂的良好替代品。用圆盘扩散法测定百里香，肉桂，丁香，薄荷，马郁兰，小茴香，迷迭香，茴香，罗勒，酸橙，佛手柑橙，橙，柠檬，葡萄柚，柑橘，豆蔻，茴香和姜的精油对21种克罗诺杆菌属物种，包括：阪崎肠杆菌， 莫金斯克罗诺杆菌，苏黎世克罗诺杆菌，康帝蒙提克罗诺杆菌 和丙二酸盐克罗诺杆菌的抑菌效果。此外，测定了五种克罗诺杆菌属菌株的百里酚，反式肉桂醛，丁香酚和薄荷醇的最小抑制浓度（MIC）和最大耐受浓度（MTC）。最有效的精油是：百里香gt; 肉桂gt;马郁兰。反过来，丁香，小茴香和茴香的精油仅对一些分析的菌株具有中等抑制作用。大多数测试的精油： 薄荷，迷迭香，罗勒，豆蔻，茴香，生姜和来自柑橘类水果的所有精油对所有研究的菌株均无效。

关键词 克罗诺杆菌属，精油，百里酚，丁香酚，肉桂醛，薄荷醇

介绍

克罗诺杆菌属细菌是代表肠杆菌科的革兰氏阴性菌，其中包括导致全世界人类食物中毒次数最多的微生物[1]。目前，以下7种：阪崎肠杆菌，苏黎世克罗诺杆菌，丙二酸盐克罗诺杆菌，莫金斯克罗诺杆菌，尤尼沃斯克罗诺杆菌 ，都柏林克罗诺杆菌和康帝蒙提克罗诺杆菌，已被归类为克罗诺杆菌属[2, 3]。其中，苏黎世克罗诺杆菌，阪崎克罗诺杆菌，丙二酸盐克罗诺杆菌和尤尼沃斯克罗诺杆菌具有临床意义[4]。来自克罗诺杆菌属的最广泛描述的是阪崎肠杆菌，它是一种机会致病菌，可能在新生儿中引起菌血症，败血症，脑膜炎和坏死性小肠结肠炎[5–7]。克罗诺杆菌感染也发生在成人（尤其是免疫功能低下，患有严重疾病和老年患者），并引起以下症状：结膜炎，胆汁性败血症，尿脓毒症，阑尾炎，伤口感染和肺炎[4]。它具有适应多种环境压力的能力，包括干燥，加热（尽管它不能在巴氏杀菌中存活），冷却和渗透压。此外，由于生物膜形成的能力，它很容易在各种环境中定殖，它可以附着在不锈钢，玻璃，硅， 乳胶，聚碳酸酯和聚氯乙烯（PVC）上[8,9]。所有这些特性使这些微生物能够在食品生产过程中生存[10,11]。从各种食品中分离出属于克罗诺杆菌属的细菌，包括用于婴儿和儿童的食品，乳制品和肉制品，植物来源的食品，水和其他食品[12–20]。

源自植物来源的天然抗微生物剂（例如，精油）已经在食品保存以及食品添加剂中被认识和使用了几个世纪。在选择添加到食品中的精油剂量时，不仅要注意精油的预期技术效果，还要注意其成分在给定食品中可能引起的感官变化。作为食品添加剂，精油可用作食品保鲜剂，因为它们延长了食品的储存时间或与食品中存在的防腐剂发生协同反应，以提高其功效[21,22]。

几种植物来源的精油已被证明具有抗菌特性[23,24]，已经确定了各种活性成分。精油含有多种对病原菌，单核细胞增生李斯特氏菌，鼠伤寒沙门氏菌，大肠杆菌O157：H7，蜡状芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌具有抗菌活性的物质[25–30]。然而，只有少数研究调查了精油和香芹酚，百里香酚，丁香酚和肉桂酸或反式肉桂醛对阪崎肠杆菌的抑制作用[10, 31–33]。 关于从克罗诺杆菌属对精油和植物来源的活性物质的潜在易感性的知识仍然非常少。

本研究的第一个目的是确定18种选择的植物精油对21种菌株的抗菌活性，这些菌株代表来自克罗诺杆菌属的5种。第二个目的是确定五种受试菌种的易感性：阪崎肠杆菌，丙二酸盐克罗诺杆菌，莫金斯克罗诺杆菌，苏黎世克罗诺杆菌，康帝蒙提克罗诺杆菌。之前没有报道过百里香，肉桂，丁香和胡椒的活性物质，薄荷油，即分别对百里酚，反式肉桂醛，丁子香酚和薄荷醇这些抗菌药物的作用。该手稿也是第一个提供莫金斯克罗诺杆菌，苏黎世克罗诺杆菌和康帝蒙提克罗诺杆菌对精油易感性的数据。

材料和方法

精油和原油植物衍生物质

该研究使用来自以下18种植物的精油：百里香，肉桂，丁香，薄荷，马郁兰，小茴香，迷迭香，茴香，罗勒，柑橘，佛手柑橙，橙，柠檬，葡萄柚，小豆蔻，茴芹和生姜。它们来自波兰。

还对以下四种精油活性物质进行了分析：百里香酚，反式肉桂醛，丁子香酚和薄荷醇。

在本研究中待分析的菌株是由Berthold-Pluta等人从植物来源的市场产品中分离的[13]（通过16S rDNA测序，PCR-RFLP分析和RAPD-PCR对分离株进行遗传鉴定和分化）。它们包括：13株阪崎肠杆菌（s12， s14，s21，s22，s41，s42，s44，s45，s47，s48，lv25，lv27，lv28），4 株莫金斯克罗诺杆菌（s16，s34，s50，s51），两株苏黎世克罗诺杆菌（lv53，lv54），1株康帝蒙提克罗诺杆菌（s37），和一株丙二酸盐克罗诺杆菌（lv31）（表1).将测试的菌株储存在-48℃。在使用之前，它们是在胰蛋白胨大豆肉汤（TSB）上培养的。

筛选植物精油的抗菌活性

Rusenova和Parvanov描述的圆盘扩散试验[34]在该研究中进行了小的修改。在胰蛋白胨大豆琼脂（TSA）上过夜培养制备细菌接种物。 将菌落直接悬浮在 0.85％盐水中以获得与0.5McFarland标准（约8log CFU mLminus;1）相当的浊度。将等分试样（0.1mL）的接种物用无菌涂布器铺展在预干燥的胰蛋白胨大豆琼脂平板的表面上。将无菌6mm滤纸盘（BTL Sp.z oo，波兰）置于平板上，立即加入10mu;L精油。无菌纸盘用作对照。将平板在室温下放置30分钟使精油扩散，然后在35℃下培养24小时。以毫米为单位测量抑制区直径。测量范围如下：抑制强抑制区ge;20mm（包括圆盘直径），中等抑制区lt;20- 12mm，无抑制区lt;12mm。该测定做三组平行。值表示为平均值plusmn;SD。

确定麝香草酚，反式肉桂醛，丁香酚和薄荷醇对克罗诺杆菌菌株的最小抑菌浓度和最大耐受浓度

评估了五种选定的克罗诺杆菌属细菌菌株（阪崎克罗诺杆菌 lv27，丙二酸盐克罗诺杆菌 lv31，莫金斯克罗诺杆菌 s50 ，苏黎世克罗诺杆菌 lv53和康帝蒙提克罗诺杆菌s37）对精油活性物质的敏感性。使用Oussalah等人的方法[35]。在实验之前，通过将100mu;L每种培养物在9mL TBS中传代培养来制备工作培养物，并在35℃下培养24小时。10种被测物质最终浓度为0.000%，0.003%，0.006%，0.013%，0.025%，0.05%，0.1%，0.2%，0.4%，0.8%。

通过将各种体积从96%乙醇中的10%（wt / vol）悬浮液加入到熔融的 Mueller Hinton 琼脂（ MHA ， Argenta，波兰）（15mL）中获得0.8％（体积/体积）。在充分混合后，立即将MH琼脂与适量的测试物质倒在 无菌培养皿上并使其固化（30℃，3小时）。然后，将100mu;L每种稀释的培养物单独铺展在板的表面上。调节克罗诺杆菌的浓度以确保培养板培养后的菌落数在30-150范围内。使用无菌涂布器将菌悬浮液涂布在平板上，直至其完全吸收。阳性对照为不含测试物质的MHA，含有测试物质的未接种的平板作为阴性对照。然后将测试和对照组在35℃下培养48小时。确定最小抑制浓度（MIC;未观察到测试菌株生长的测试活性物质的浓度）和最大可耐受浓度（MTC;分析的活性物质的最大浓度），其中生长的菌落数目试验菌株与不含分析活性物质的培养基在平板上生长的菌落数没有显着差异。平行三组。

结果和讨论

植物精油对克罗诺杆菌菌株的抗菌活性

使用圆盘扩散法测量的克罗诺杆菌菌株暴露于植物精油（10mu;L/圆盘）所产生的抑制区如表1所示。

通常，植物提取物显示对革兰氏阳性菌抗菌活性高、对革兰氏阴性菌较低。观察到的革兰氏阴性菌的抗性可能是由于细胞壁或膜积聚机制提供的渗透性屏障。革兰氏阴性菌的亲水细胞壁结构，主要由脂多糖构成，阻止精油的疏水成分的渗透[23]。

在百里香精油的作用下，即在15.8至31.8mm的范围内， 观察到克罗诺杆菌属的细菌菌株的最大生长抑制区。结果证明对13种菌株具有强抑制作用（生长抑制 区gt; 20 mm）。对该精油最敏感的菌株，即具有最大抑制区的菌株，包括来自莫金斯克罗诺杆菌的菌株，并且它们的生长抑制区的平均直径达到27.1mm。对百里香精油抗性较大的是苏黎世克罗诺杆菌，丙二酸盐克罗诺杆菌和康帝蒙提克罗诺杆菌种的菌株（生长抑制区的平均直径为约17mm）。

百里香精油的主要成分包括：百里酚，p烯，gamma;-萜品烯，以及香芹酚，芳樟醇和beta;-石竹烯[36, 37]。其中， 百里酚和香芹酚有关抗菌活性的研究数据较多。它们的作用机制在于破坏细胞的细胞质膜，增加其渗透性并消除其潜能[38]。使用圆盘扩散法，Soković等[37]表明阴性肠杆菌和在百里香精油的大肠杆菌的生长抑制区为22毫米。

肉桂精油含有许多物质，如肉桂醛（和反式肉桂醛），肉桂酸，乙酸肉桂酯，丁香酚，1-冰片，石蜡烯，beta;-石竹烯，alpha;-松油醇等，它们可以保护植物对抗病原体[39]。精油和纯肉桂醛在抑制各种细菌生长方面同样有效，包括革兰氏阳性菌（金黄色葡萄球菌）和革兰氏阴性菌（大肠杆菌，产气肠杆菌，普通变形杆菌，铜绿假单胞菌，霍乱弧菌和真菌包括酵母（念珠菌属） 和霉菌（曲霉属和镰刀菌属）。精油和肉桂醛的MIC对于细菌为0.0075-0.06%，对于酵母为0.01-0.045%，对于霉菌为0.0075-0.015％[40]。

以下三种菌株显示出对肉桂精油（生长抑制区gt; 20mm）的显著敏感性：莫金斯克罗诺杆菌s51，阪崎克罗诺杆菌s41和苏黎世克罗诺杆菌lv54，而其他菌株的生长受到该精油的抑制较小。Al-Nabulsi等人研究也显示出肉桂精油对阪崎肠杆菌的抑制作用[31]（生长抑制区的直径范围为32至40mm）。关于其他细菌（如单核细胞增生李斯特菌）对这种精油的敏感性文献也证实了其强大的抗菌性能[34,35]。

丁香油对21种测试菌株中的9种抑制效果不明显（生长抑制区lt;12mm）。对于其他分析的菌株测量的生长抑制直径范围为12.1至16.8mm，并且它们的平均值达到约10%。对于阪崎肠杆菌，康帝蒙提克罗诺杆菌，莫金斯克罗诺杆菌和丙二酸盐克罗诺杆菌菌株为12 mm，对于苏黎世克罗诺杆菌的菌株为16 mm。关于丁香精油对克罗诺杆菌的抗性研究非常少。Fraňkovaacute; 等人[33]研究表明丁香精油对于阪崎肠杆菌和丙二酸盐克罗诺杆菌的MIC为0.05%。

在丁香精油的挥发性成分中，丁香酚浓度最高，但顺式-alpha;-二硼烯，辛烯， 是其主要挥发物，尽管它们以较低浓度存在[41]。生物膜抑制实验表明，丁香提取物抑制阪崎肠杆菌分离株的生物膜形成[42]。生物膜形成在阪崎肠杆菌的发病机理中起重要作用，并且这些生物膜的发育基于信号介导的群体感应（QS）系统。因此，干扰QS可能会阻止细菌生物膜的发展和进一步的感染[42]。

所测试的菌株均未对薄荷油显示敏感；它们的生长抑制区的直径范围为8.0至11.9mm。它们对这种精油的抗性是相似的（对于同一物种的菌株，平均生长抑制区直径达到约10mm），除了丙二酸盐克罗诺杆菌lv31菌株（生长抑制区直径为8.0 mm）。 Rusenova和Parvanov证实了薄荷精油的杀菌性能[34]；对单核细胞增生李斯特菌和地衣芽孢杆菌测量的生长抑制区的直径分别达到18和27.4mm。 该精油对其他细菌即金黄色葡萄球菌，大肠杆菌和铜绿假单胞菌也产生抑制作用[37,43,44]。 Tyagi和Malik [45]也观察到了薄荷精油对大肠杆菌（10 mm）和假单胞菌属的抗菌潜力（11-14mm）。

迷迭香精油对测试菌株的所有种类都没有抑制作用。对于16个菌株，证实了直径范围为8.1至11.6mm的生长抑制区。在其他五种菌株下没有观察到生长抑制区，包括阪崎克罗诺杆菌（s12，s14，s42和lv25）和莫金斯克罗诺杆菌（s51）。我们的结果证实了Al-Nabulsi等报道的早期发现[31]，他们证明迷迭香精油对克罗诺杆菌属细菌的抗菌活性可忽略不计（生长抑制区长达8mm）。

迷迭香精油的MIC对于单核细胞增生李斯特菌和金黄色葡萄球菌为0.5%，对于蜡状芽孢杆菌为0.06%。高达1%的精油对大肠杆菌或肠炎沙门氏菌等革兰氏阴性细菌没有影响[48]。据报道，迷迭香精油的主要成分是1,8-桉树脑，alpha;-pine烯，月桂烯，樟脑和camp烯[28,49]。江等人[49]还报道了迷迭香精油、1,8-桉树脑和alpha;-pine烯对大肠杆菌的MIC值分别为0.3％，4.0％和1.0％。 Ojeda-Sana等人也证实了1,8-桉树脑和alpha;-pine烯对大肠杆菌的抑菌性[28]

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