Antibacterial and Antifungal Activity of Plant Extracts

Czerwińska, E.; Szparaga, A.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Antibacterial and Antifungal Activity of Plant Extracts

Autorzy

Czerwińska E. , Szparaga A.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

13_czerwinska_antibacterial_ROS_2015_1.pdf

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

Przeciwbakteryjna i przeciwgrzybowa aktywność wyciągów roślinnych

Języki publikacji

Abstrakty

W doświadczeniach laboratoryjnych oceniono aktywność przeciwdrobnoustrojową wodnych wyciągów roślinnych (wywar, napar, macerat) oraz olejków eterycznych na zahamowanie wzrostu chorobotwórczych kolonii bakterii i grzybów. Do przygotowania ekstraktów i olejków wykorzystano różne części następujących roślin: lawenda wąskolistna (Lavandula vera L.), melisa lekarska (Melissa officinalis L.), sosna zwyczajna (Pinus sylvestris L.). Przeciwdrobnoustrojowe właściwości wyciągów i olejków eterycznych testowano na bakteriach: Bacillus subtilis, Escherichia coli, Listeria monocytogenes, Micrococcus luteus, Staphylococcus aureus i grzybach: Alternaria alternata, Aspergillus glaucus, Aspergillus niger, Botritis cinerea, Cladosporium herbarum, Fusarium culmorum, Fusarium oxysporum, Fusarium poae, Fusarium sambucinum, Fusarium solani, Penicillium chrysogenum, Sclerotinia sclerotiorum. Analiza uzyskanych wyników wykazała, że aktywność wyciągów zależała od gatunku rośliny, sposobu przygotowania wyciągów oraz wrażliwości mikroorganizmów wybranych do badań. Wykazano istotnie różną reakcję testowanych patogenów na wyciągi z poszczególnych gatunków roślin. Zarówno ekstrakty jak i olejki eteryczne były źródłem substancji aktywnych, które w różnym stopniu hamowały wzrost i rozwój wybranych szczepów bakterii oraz grzybów. Na aktywność przeciwdrobnoustrojową ekstraktów i olejków mogły wpływać: użyty surowiec, efektywność procesów otrzymania wyciągów, a także zawartość składników aktywnych o działaniu antybakteryjnym i przeciwgrzybowym. Działanie hamujące wzrost drobnoustrojów przez ekstrakty roślinne zależało od sposobu przygotowania wyciągów, który prawdopodobnie wpłynął na kształtowanie się różnych profili związków chemicznych. Olejki eteryczne charakteryzowała największa aktywność przeciwdrobnoustrojowa wobec większości badanych mikroorganizmów, aniżeli wodnych wyciągów roślinnych. Najwyższą aktywnością przeciwbakteryjną, a najniższą przeciwgrzybową wyróżniał się olejek pozyskany z lawendy wąskolistnej. Natomiast najlepszymi właściwościami przeciwgrzybowymi charakteryzował się olejek uzyskany z sosny zwyczajnej. Spośród badanych mikroorganizmów najwyższą wrażliwość na zastosowane ekstrakty roślinne wykazały szczepy z rodzajów: Listeria monocytogenes,Micrococcus luteus oraz Sclerotinia sclerotiorum, Fusarium poae.

Słowa kluczowe

antimicrobial activity plant extracts essential oils disc diffusion method

aktywność przeciwdrobnoustrojowa wyciągi roślinne olejki eteryczne metoda dyfuzyjna

Wydawca

Politechnika Koszalińska

Czasopismo

Rocznik Ochrona Środowiska

Rocznik

2015

Tom

Tom 17, cz. 1

Strony

209--229

Opis fizyczny

Bibliogr. 70 poz., tab.

Twórcy

autor

Czerwińska E.

Koszalin University of Technology

autor

Szparaga A.

Koszalin University of Technology

Bibliografia

1. Adaszyńska M., Swarcewicz M., Markowska-Szczupak A.: Comparison of chemical composition and antimicrobial activity of lavender varieties from Poland. Post. Fitoter, 2, 90–96. (In polish), 2013.
2. Avato P., Vitali C., Mongelli P., Tava A.: Antimicrobial activity of polyacetylenes from Bellis perennis and synthetic derivatives. Planta Med. 63: 503–507 (1997).
3. Bakkali F., Averbeck S., Averbeck D., Idaomar M.: Biological effects of essential oils – A review, Food and Chemical Toxicology 46, 446–475 (2008).
4. Banthorpe D.V., Bates M.J., Ireland M.J.: Stimulation of accumulation of terpenoids by cell suspensions of Lavandula angustifolia following pretreatment of parent cells. Phytochem. 40, 83–87 (1995).
5. Baser K.H.C., Demirci B., Kurkcuoglu M., Satil F., Tumen G.: Comparative moropholigical and phytochemical characterization of Salvia cadmia and S. smyrnaea. Pakistan Journal of Botany, 41: 1545–1555 (2009).
6. Boelens M.H.: Chemical and sensory evaluation of Lavandula oils. Perf Flav. 20, 23–51 (1995).
7. Bošković M., Baltić Ž.M., Ivanović J., Đurić J., Lončina J., Dokmanović M., Marković R.: Use of essential oils in order to prevent foodborne illnesses caused by pathogens in meat. Tehnologija mesa 54 (1), 14–20 (2013).
8. Bozin B., Mimica-Dukic N., Simin N., Anackov G.: Characterization of the volatile composition of essential oils of some Lamiaceae species and the antimicrobial and antioxidant activities of the entire oils. Journal of Agriculture and Food Chemistry, 54: 1822–1828 (2006).
9. Burt S.: Essential oils: their antimicrobial properties and potential application in foods-a review. International Journal of Food Microbiology, 94: 223–253 (2004).
10. Cantore P.L., Iacobellis N.S., Marco A.D., Capasso F., Senatore F.:Antioxidant activity of Coriandrum sativum L. and Foeniculum vulgare Miller Var. vulgare (Miller) essential oils. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 52,7862–7866 (2004).
11. Cavanagh M.M.A., Wilkinson J.M.: Biological activity of Lavender essential oil. Phytother Res; 16, 301–308 (2002).
12. Celiktas O.Y., Kocabas E.E.H., Bedir E., Sukan F.V., Ozek T., Baser K.H.C.: Antimicrobial activities of methanol extracts and essential oils of Rosmarinus officinalis, depending on location and seasonal variations. Food Chemistry,100, 553–559 (2007).
13. Chalchat J.C. Ozcan M.M.: Comparative essential oil composition of flowers, leaves and stems of basil (Ocimum basilicum L.) used as herb. Food Chemistry, 110: 501–503 (2008).
14. Chami F., Chami N., Tennis S., Trouillas J., Remmal A.: Evaluation of carvacrol and eugenol as prophylaxis and treatment of vaginal candidiasis in an immunosuppressed rat model. J Antimicrob Chemother 54, 909–914 (2004).
15. Chao S., Young G., Oberg C., Nakaoka K.: Inhibition of methicillinresistant Staphylococcus aureus (MRSA) by essential oils. Flav Fragr J 2008; 23 (6), 444–449 (2008).
16. Cong Y., Abulizi P., Zhi L., Wang X., Mirensha M.: Chemical composition of the essential oil from Lavandula angustifolia from Xinjiang, China. Chem Nat Comp. 44, 810–815 (2008).
17. Delmare A.P.L., Moschen-Pistorello I.T., Artico L., Atti-Serafini L., Exheverrigaray S.: Antibacterial activity of the essential oils of Salvia officinalis L. and Salvia triloba L. cultivated in South Brazil. Food Chemistry, 100, 603–608 (2007).
18. Dervendzi V.: Sovremeno lekuvanje so lekoviti bilki, Tabernakul, Skopje. 81–83 (1992).
19. Dorman H.J.D., Deans S.G.: Antimicrobial agents from plants: Antibacterial activity of plant volatile oils. J Appl Microbiol. 88, 308–316 (2000).
20. Dorman H.J.D.: Phytochemistry and bioactive properties of plant volatile oils: Antibacterial, antifungal and antioxidant activities. PhD thesis. Strathclyde Inst Biomed Sci, University of Strathclyde, Glasgow 1999.
21. Einhellig F.: Allelopathy: Current Status and Future Goals. Am. Chem. Soc. Symp. Series 582, 1–24 (1995).
22. Ertürk O.: Antibacterial and antifungal activity of ethanolic extracts from eleven spice plants, Biologia, Bratislava, 61/3: 275–278 (2006).
23. Exner M.: Divergent opinions on surface disinfection: myths or prevention?A review of the literature. GMS Krankenhaushygiene Interdisziplinar; 2: 1–7 (2007).
24. Friedman M., Henika P.R., Levin C.E., Mandrell R.E.: Antibacterial activities of plant essential oils and their components against Escherichia coli O157:H7 and Salmonella enterica in apple juice. J. Agr. Food Chem., 52: 6042–6048 (2004).
25. Ghardi T.A., Mousavi S.L., Sharafi S.M., Alipour Astaneh S.D., Rezaee M.B.: Antimicrobial, antioxidant, hematologic and cytotoxic properties of Lavandula angustifolia essential oil. Modares J Med Sci. 12, 54–58 (2010).
26. Gören A.C., Topçu G., Bilsel G., Bilsel M., Aydogmus Z., Pezzuto J.M.: The chemical constituents and biological activity of essential oil of Lavandula stoechas ssp. stoechas. Zeitschrift für Naturforschung, 57, 797– 800 (2002).
27. Hammer K.A., Carson C.F., Riley T.V.: Antifungal effects of Melaleuca alternifolia (tea tree) oil and its components on Candida albicans, Candida glabrata and Saccharomyces cerevisiae. J Antimicrob Chemother 53, 1081–1085 (2004).
28. Hedge C.: A global survey of the biogeography of the Labiatae. In Harley RM & Reynolds T(eds) Advances in Labiatae Science. Royal Botanic Gardens, Kew 7–17 (1992).
29. Horváth G., Jámbor N., Végh A., Böszörményi A., Lemberkovics E., Héthelyi E., Kovács K., Kocsis B.: Antimicrobial activity of essential oils: the possibilities of TLC-bioautography. Flav Fragr. 25, 178–82 (2010).
30. Hussain A.I., Anwar F., Rao J.R., Mazumdar A.: Antibacterial activity of some Lamiaceae essential oils using resazurin as an indicator of cell growth, LWT – Food Science and Technology, Volume 44, Issue 4, Pages 1199–1206 (2011).
31. Hussain A.I., Anwar F., Sherazi S.T.H., Przybylski R.: Chemical composition. Antioxidant and antimicrobial activities of basil (Ocimum basilicum) essential oils depends on seasonal variations. Food Chemistry, 108: 986–995 (2008).
32. Hussain A.I., Anwar F., Iqbal T., Bhatti I.A.: Antioxidant attributes of four Lamiaceae Essential oils, Pak. J. Bot., 43(2): 1315–1321 (2011).
33. Hyldgaard M., Mygind T., Meyer R.L.: Essential oils in food preservation: mode of action, synergies, and interactions with food matrix components. Front Microbiogy, 3,12. doi: 10.3389/fmicb.2012.00012, 2012.
34. Imelouane B., Elbachiri A., Ankit M., Benzeid H., Khedid K.: Physicochemical compositions and antimicrobial activity of essential oil of Eastern Moroccan Lavandula dentata. Int J Agric Biol. 11,113–118 (2009).
35. Inouye S., Tsuruoka T., Watanabe M., Takeo K., Akao M., Nishiyama Y., Yamaguchi, H.: Inhibitory effect of essential oils on apical growth of Aspergillus fumigatus by vapour contact. Mycoses 43, 17–23 (2000).
36. Inouye S., Takizawa T., Yamaguchi H.: Antibacterial activity of essential oils and their major constituents against respiratory tract pathogen by gaseous contact. J. Antimicrob. Chemoth., 47: 565–573 (2001).
37. Inouye S., Uchida K., Yamaguchi H.: In-vitro and in-vivo anti- Trichophyton activity of essential oils by vapour contact. Mycoses 44, 99– 107 (2001b).
38. Jie H., Tao S., Jun H., Shuangyang C., Xiaoqiang C., Guolin Z.: Chemical composition, cytotoxic and antioxidant activity of the leaf essential oil of Photinia serrulata. Food Chemistry, 103: 355–358 (2008).
39. Jezierska – Domaradzka A., Kuźniewski E.: Allelopathic effect of water extracts of Capsella bursa-pastoris (L.) Medik and Stellaria media (L.) Vill on germination and juvenile stages of Ocimum basilicum L. and Origanum majorana L., Agricultura, Annales Universitatis Mariae Curie-Skłodowska Vol. LXII (2) Sectio E, 10–16 (2007).
40. Kalemba D., Kunicka A.: Antibacterial and antifungal properties of essential oils. Curr. Med. Chem., 10: 813–829 (2003).
41. Karapandzova M., Stefkov G., Trajkovska-Dokic E,. Kaftandzieva A.,Kulevanova S.: Antimicrobial activity of needle essential oil of Pinus peuce Griseb. (Pinaceae) from Macedonian flora, Macedonian pharmaceutical bulletin, 57 (1, 2) 25–36 (2011).
42. Kelen M., Tepe B.: Chemical composition, antioxidant and antimicrobial properties of the essential oils of three Salvia species from Turkish flora. Bioresour. Technol. 99 (10), 4096–4104 (2008).
43. Koc A.N., Silici S., Ayangil D., Ferahbas A., Cankaya S.: Comparison of in vitro activities of antifungal drugs and ethanolic extract of propolis against Trichophyton rubrum and T. mentagrophytes by using a microdilution assay. Mycoses 48, 205–210 (2005).
44. Lis-Balchin M.: Lavender. The genus Lavandula. Taylor & Francis, London 2002.
45. Mahesh B., Satish S.: Antimicrobial activity of some important medicinal plant against plant and human pathogens, World Journal of Agricultural Sciences 4 (S): 839–843 (2008).
46. Mencherini T., Cau A., Bianco G., Della Loggia R., Aquino R.P., Autore
G.: An extract of Apium graveolens vardulce leaves: structure of themajor constituent, apiin, and its anti-inflammatory properties. J PharmPharmacol 59:891–897 (2007).
47. Mimica-Dukic N., Bozin B., Sokovic M., Simin N.: Antimicrobial andantioxidant activities of Melissa officinalis L. (Lamiaceae) essential oil.Journal of Agriculture and Food Chemistry, 52: 2485–2489, 2004.
48. Nurzyńska-Wierdak R.: Lemon balm (Melissa officinalis L.) – chemicalcompositiona and biological activity. Annales Universitatis Mariae Curie-Skłodowska Lublin – Polonia vol. XXIII (1), 25–35. (In polish), 2013.
49. Oliva B., Piccirilli E., Ceddia T., Pontieri E., Aureli P., Ferrini A.M.: Antimycotic activity of Melaleuca alternifolia essential oil and its components. Lett Appl Microbiol 37, 185–187 (2003).
50. Pina-Vaz C., Rodrigues A.G., Pinto E., Costa-de-Oliveira S., Tavares C., Salgueiro L.R., Cavaleiro C., Goncalves, M.J., Martinez-de- Oliveira J.: Antifungal activity of Thymus oils and their major compounds. J Eur Acad Dermatol 18, 73–78 (2004).
51. Roller S., Ernest N., Buckle J.: The antimicrobial activity of high necrodane and other lavender oils on methicillin-sensitive and –resistant Staphylococcus aureus (MSSA and MRSA). J Altern Complement Med. 15, 275–279 (2009).
52. Rostami H., Kazemi M., Shafiei S.: Antibacterial activity of Lavandula officinalis and Melissa officinalis against some human pathogenic bacteria. Asian J. Biochem. 7 (3), 133–142 (2012).
53. Rota M.C., Herrera A., Martinez R.M., Sotomayor J.A., Jordan M.J.: Antimicrobial activity and chemical composition of Thymus vulgaris, Thymus zygis and Thymus hyemalis essential oils. Food Control, 19, 681–687 (2008).
54. Sas-Piotrowska B., Piotrowski W.: Impact of plant extracts on vitality and root healthiness of Leguminous plants inoculated by Fusarium oxysporum (Schl.), Middle Pomeranian Scientific Society of the Environment Protection, 191–202 (2003).
55. Sas-Piotrowska B., Piotrowski W., Kaczmarek-Cichosz R.: Longevity and healthiness of oat (Avena sativa L.) seeds treated with plant extracts. J. Plant Protection Res. 45 (3): 181–194 (2005).
56. Serban E.S., Ionescu M., Matinca D., Maier C.S.,Bojita M.T.: Screening of the antibacterial and antifungal activity of eight volatile essential oils. Farmacia. 59, 440–446 (2011).
57. Shaaban H.A.E., El-Ghorab A. H., Shibamoto T.: Bioactivity of essential oils and their volatile aroma components. Review, The Journal of Essential Oil Research, 24(2), 203–212 (2012).
58. Shabbir M. K., Nadeem R., Mukhtar H., Anwar F., Mumtaz M.W.: Physico-chemical analysis and determination of various chemical constituents of essential oil in Rosa centifolia. Pakistan Journal of Botany, 41(2): 615–620 (2009).
59. Shelef L.A.: Antimicrobial effects of spices. J. Food Safety 6: 29–44 (1983).
60. Sienkiewicz M., Denys P., Kowalczyk E.: Antibacterial and immunestimulatory effect of essential oils. Int Rev Allergol Clin Immunol. 17, 40– 44 (2011).
61. Silva M.R.R., Oliveira J.G. Jr, Fernandes O.F.L., Passos X.S., Costa C.R., Souza L.K.H., Lemos J.A., Paula J.R.: Antifungal activity of Ocimum gratissimum towards dermatophytes. Mycoses 48, 172–175 (2005).
62. Sivropoulou A., Kokkini S., Lanaras T., Arsenakis M.: Antimicrobial activity of mint essential oils. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 43, 2384–2388 (1995).
63. Skocibusic M., Bezic N., Dunkic V.: Phytochemical composition and antimicrobial activity of the essential oils from Satureja subspicata Vis. Growing in Croatia. Food Chemistry, 96: 20–28 (2006).
64. Soković M., Griensvbeni J.L.D.: Antimicrobial activity of essential oils and their components against the three major pathogens of the cultivated button mushroom, Agaricus bisporus. Eur J Plant Pathol 116, 211–224 (2006).
65. Stanojević D., Čomić L.J., Stefanović O., Solujić Sukdolak S.: In vitro synergistic antibacterial activity of Melissa officinalis L. and some preservatives. Span. J. Agric. Res. 8 (1), 109–115 (2010).
66. Tepe B., Akpulat H.A., Sokmen M., Daferera D., Yumrutas O., Aydin E.: Screening of the antioxidative and antimicrobial properties of the essential oils of Pimpinella anisetum and Pimpinella flabellifolia from Turkey, Food Chemistry, 97, 719–724 (2006).
67. Tóth J., Mrlianová M., Tekel’ová D, Koreňová M.: Rosmarinic acid – an important phenolic active compound of lemon balm (Melissa officinalis L.). Acta Facult. Pharm. Univ. Comenianae 50 (1), 139–146 (2003).
68. Tyszyńska-Kownacka D., Starek T.: Herbs in polish house. Wydawnictwo Warta, Warsaw. (In polish), 1989.
69. Zaika L.L.: Spices and herbs: their antimicrobial activity and its determination. J. Food Safety 9, 97–118 (1988).
70. Zavala M.A., Perez S., Perez R.M.: Antimicrobial screening of some medicinal plants. Phytother. Res. 11: 368–371 (1997).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-df49d186-c8df-4ed7-ac24-a981b459ec35