مقایسه پوشش حاوی نانوامولسیون و امولسیون اسانس لعل کوهستان بر باکتری‌های تلقیح شده به ماهی قزل آلا

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته دکتری تخصصی بهداشت مواد غذایی، دانشکده دامپزشکی دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

2 استاد، گروه بهداشت مواد غذایی، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران،

3 استادیار، گروه بهداشت مواد غذایی، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

4 دانشیار، گروه باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

چکیده

چکیده:
سابقه و هدف: گوشت ماهی یکی از منابع مهم رژیم غذایی انسان است. این محصول به‌دلیل وجود مواد مغزی در معرض فساد زود هنگام است. عرضه تازه ماهی و جلوگیری از فساد و افزایش زمان ماندگاری در صنایع غذایی مورد توجه بوده و لذا استفاده از فیلم‌ها و پوشش-های خوراکی به‌منظور افزایش زمان ماندگاری ماهی تازه مورد توجه قرار گرفته است. اسانس گیاه لعل کوهستان دارای ترکیباتی مانند تیمول و کارواکرول می‌باشد که سبب ایجاد خواص ضدمیکروبی می‌شود. برای بهبود ویژگی‌های ضد‌میکروبی و آنتی‌اکسیدانی و رفع مشکل فراریت و میزان مصرف بالای اسانس‌ها می‌توان از نانوامولسیون آن‌ها استفاده کرد. در این مطالعه اثر پوشش خوراکی کازئینات سدیم حاوی امولسیون و نانوامولسیون اسانس لعل کوهستان بر رشد باکتری سودوموناس آئروژینوزا و لیستریا مونوسایتوژنز تلقیح شده به فیله ماهی قزل آلای رنگین کمان طی نگهداری در یخچال مورد بررسی قرار گرفت.
مواد و روش‌ها: اسانس گیاه لعل کوهستان (Od-EO) با استفاده از دستگاه کلونجر و طبق روش‌های استاندارد استخراج شد و غلظت 2 درصد نانوامولسیون اسانس (Od-NEO) تهیه‌گردید. اثر ضد‌باکتریایی و خاصیت آنتی‌اکسیدانی اسانس و نانوامولسیون اسانس مورد ارزیابی قرارگرفت. جهت ارزیابی اثرات ضد باکتری ابتدا 100 میکرولیتر از سوسپانسیون باکتری تهیه شده با غلظت CFU/mL105 به قطعات تهیه شده به‌صورت سطحی تلقیح و سپس به‌منظور ایجاد پوشش روی فیله ماهی، نمونه‌ها به مدت 2 دقیقه در تیمارهای مختلف شامل سرم فیزیولوزی استریل (کنترل)، محلول پوششی کازئینات سدیم خالص، محلول پوششی کازئینات حاوی اسانس و محلول پوششی کازئینات حاوی نانوامولسیون اسانس غوطه‌ور شدند. نمونه‌ها به مدت ۲ دقیقه در دمای اتاق و در شرایط استریل زیر هود خشک گردیدند تا پوشش خوراکی مورد نظر بر روی آن‌ها تشکیل شده و سپس به مدت 15 روز در دمای 4 درجه سانتی‌گراد نگه‌داری و به فاصله هر 3 روز مورد ارزیابی قرار گرفتند.
یافته‌ها: نتایج نشان داد مهمترین ترکیب اسانس تیمول با غلظت 4/53 درصد می‌باشد. حداقل غلظت مهارکنندگی و کشندگی اسانس برای باکتری سودوموناس آئروژینوزا به‌ترتیب 10 و 20 میلی‌گرمبر میلی‌لیتر و در برابر باکتری لیستریا مونوسایتوژنز به ترتیب 5/2 و 5 میلی‌گرمبر میلی‌لیتر و حداقل غلظت مهارکنندگی و کشندگی نانوامولسیون اسانس برای باکتری سودوموناس آئروژینوزا به ترتیب 5/2 و 10 میلی‌گرم بر میلی‌لیتر و برای باکتری لیستریا مونوسایتوژنز به‌ترتیب 25/1 و 5/2 میلی‌گرم‌ بر میلی‌لیتر بود. فعالیت آنتی‌اکسیدانی اسانس و نانوامولسیون اسانس لعل کوهستان به‌ترتیب 95/1456 و 29/757 میکروگرم بر میکرولیتر بود. تیماری با کازئینات سدیم حاوی اسانس و یا کازئینات سدیم حاوی نانوامولسیون اسانس لعل کوهستان توانستند به‌طور معناداری میزان باکتری لیستریا مونوسایتوژنز و سودوموناس آئروژینوزا تلقیح شده در قطعات فیله‌ی ماهی طی 15 روز نگه‌داری در دمای یخچال را کاهش دهند (05/0p<).
نتیجه‌گیری: پوشش خوراکی حاوی نانوامولسیون اسانس لعل کوهستان در مقایسه با امولسیون دارای اثر ضد‌باکتری مؤثرتری علیه باکتری‌-های تلقیح شده داشته و سبب حفظ ویژگی‌های حسی و افزایش ماندگاری ماهی قزل آلای رنگین کمان گردید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Comparison of coating containing nanoemulsion and emulsion of Oliveria decumbens essential oil on bacteria inoculated into rainbow trout fillet

نویسندگان [English]

  • Liela Nikravan 1
  • Siavash Maktabi 2
  • Maryam Ghaderi Ghahfarrokhi 3
  • Mohammad Mahmoodi Sourestani 4
1 Graduated from faculty of Veterinary Medicine, Shahid Chamran University of Ahvaz, Iran
2 Professor, Department of Food Hygiene, Faculty of Veterinary Medicine, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
3 Assistant professor, Department of Food Hygiene, Faculty of Veterinary Medicine, Shahid Chamran University of Ahvaz
4 Associate Professor, Department of Horticultural Science, Faculty of Agriculture, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
چکیده [English]

Background and objectives: Fish, a significant component of human diet, is prone to early spoilage due to nutrient content. Supplying fresh fish, preventing spoilage and increasing shelf life have been considered in the food industry, and therefore, the use of edible films and coatings to increase the shelf life of fresh fish has been considered. Oliveria decumbens essential oil contains compounds such as thymol and carvacrol, which cause antimicrobial properties. To improve the antimicrobial and antioxidant properties and solve the problem of volatility and high consumption of essential oils, their nanoemulsions can be used. In this study, the effect of edible sodium caseinate coating containing emulsion and nanoemulsion of Oliveria decumbens essential oil on the growth of Pseudomonas aeruginosa and Listeria monocytogenes inoculated into rainbow salmon fillet during storage in the refrigerator was investigated.

Materials and methods: The essential oil of Oliveria decumbens (Od-EO) was extracted according to standard methods using a Clevenger apparatus, and a concentration of 2% nanoemulsion of the essential oil was prepared. The antibacterial effect of essential oil and nanoemulsion of essential oil were evaluated by the microdilution method and the antioxidant property of essential oil by the free radical reduction method. To evaluate the antibacterial effects, first, 100 µL of the prepared bacterial suspension with a concentration of 105 CFU/mL was inoculated to the surface of samples and then treated. To create a coating on the fish fillet, the pieces were immersed for 2 minutes in different treatments including sterile physiological serum (control), pure sodium caseinate coating solution, caseinate coating solution containing essential oil and caseinate coating solution containing essential oil nanoemulsion. The samples were dried for 2 minutes at room temperature and under sterile conditions to form the desired edible coating . The samples were stored for 15 days in a refrigerator and were examined every 3 days.

Results: Thymol (53.4%) was identified as the most important compound in the chemical composition of Oliveria decumbens essential oil. The MIC and MBC of of essential oil for Pseudomonas aeruginosa bacteria is 10 and 20 mg/ml, respectively, and against Listeria monocytogenes bacteria, 2.5 and 5 mg/ml, respectively. The MIC and MBC of essential oil nanoemulsion for Pseudomonas aeruginosa bacteria, it was 2.5 and 10 mg/ml, respectively, and for Listeria monocytogenes bacteria, it was 1.25 and 2.5 mg/ml, respectively. The antioxidant activity of Oliveria decumbens essential oil and nanoemulsion was 1456.95 and 757.29 µg/µl, respectively. Treatment with sodium caseinate containing essential oil or sodium caseinate containing nanoemulsion of Oliveria decumbens essential oil could significantly reduce the amount of Listeria monocytogenes and Pseudomonas aeruginosa inoculated in fish fillet during 15 days of storage in refrigerator temperature (P <0.05).

Conclusion: Results of this study have shown that coating of sodium caseinate containing nanoemulsion of Oliveria decumbens essential oil is effectively capable of inhibiting the growth of Listeria monocytogenes and Pseudomonas aeruginosa in rainbow trout fillets at cold temperatures. Furthermore, the nanoemultion can be used in food industries.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nanoemulsion
  • Essential oil
  • Oliveria decumbens
  • Pseudomonas aeruginosa
  • Listeria monocytogenes
  1. (2022). The State of World Fisheries and Aquaculture. Towards Blue Transformation. Available online: www.fao.org
  2. Mohsenzadeh, M., Alizadeh-Sani, M., Maleki, M., Azizi-lalabadi, M., & Rezaeian-Doloei, R. (2021). Fabrication of biocomposite films based on sodium caseinate reinforced with gellan and Persian gums and evaluation of physicomechanical and morphology properties. Journal of food science and technology (Iran), 18(113), 187-196.
  3. Donsì, F., & Ferrari, G. (2016). Essential oil nanoemulsions as antimicrobial agents in food. Journal of biotechnology, 233, 106-120.Behbahani, B. A., Yazdi, F. T., Vasiee, A., & Mortazavi, S. A. (2018). Oliveria decumbens essential oil: Chemical compositions and antimicrobial activity against the growth of some clinical and standard strains causing infection. Microbial pathogenesis,114: 449-452.Khosravinezhad, M., Talebi, E., kumar, Sh., Nemati, Z., & Nasrollahi, I. (2017). Essential oil composition and antimicrobial, antioxidant activities of Oliveria decumbens International Journal of Herbal Medicine, 5: p. 102-106.Bilia, A. R., Guccione, C., Isacchi, B., Righeschi, C., Firenzuoli, F., & Bergonzi, M. C. (2014). Essential oils loaded in nanosystems: a developing strategy for a successful therapeutic approach. Evidence-based complementary and alternative medicine, 2014:651593.Huang, Q.; Yu, H. & Ru, Q. (2010). Bioavailability and delivery of nutraceuticals using nanotechnology. Journal of Food Science, 75(1): 50-57.da Silva Luz, I., Neto, N. J. G., Tavares, A. G., Magnani, M., & de Souza, E. L. (2012). Exposure of Listeria monocytogenes to sublethal amounts of Origanum vulgare L. essential oil or carvacrol in a food-based medium does not induce direct or cross protection. Food Research International, 48(2), 667-672.Sterniša, M., Klančnik, A., & Smole Možina, S. (2019). Spoilage Pseudomonas biofilm with Escherichia coli protection in fish meat at 5 C. Journal of the Science of Food and Agriculture, 99(10), 4635-4641.Li, X. M., Zhu, Y. J., Ringø, E., & Yang, D. (2020). Prevalence of Aeromonas hydrophila and Pseudomonas fluorescens and factors influencing them in different freshwater fish ponds. Iranian Journal of Fisheries Sciences, 19(1), 111-124.Noori, S., Zeynali, F., & Almasi, H. (2018). Antimicrobial and antioxidant efficiency of nanoemulsion-based edible coating containing ginger (Zingiber officinale) essential oil and its effect on safety and quality attributes of chicken breast fillets. Food control, 84, 312-320
  4. Merrikhi Ardebili, E. and Mohsenzadeh, M. (2018). Evaluation of methyl cellulose edible coating incorporated with Carum copticum L. essential oil and Turmeric (Curcuma longa L.) extract on growth control of Listeria monocytogenes inoculated to chicken meat portions storaged at 4˚ C. Journal of food science and technology (Iran), 15(83): p. 315-328.Nuraskin, C. A., Idroes, R., & Soraya, C. (2019). Study of inhibition of methanol extract of laban leaf (Vitex Pinnata) against Sreptococcus mutans with microdilution. Research Journal of Pharmacy and Technology, 12(12), 6037-6040.Selles, S. M. A., Kouidri, M., Belhamiti, B. T., & Ait Amrane, A. (2020). Chemical composition, in-vitro antibacterial and antioxidant activities of Syzygium aromaticum essential oil. Journal of Food Measurement and Characterization, 14(4), 2352-2358.Rabiey, S., Hosseini, H., & Rezaei, M. (2013). The H urdle Effect of Bunium persicum Essential Oil, Smoke and NaCl for Controlling the Listeria monocytogenes Growth in Fish Model Systems. Journal of Food Safety, 33(2), 137-144.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.Mahboubi, M., Feizabadi, M. M., Khamechian, T., Kazempour, N., Zadeh, M. R., Sasani, F., & Bekhradi, M. (2016). The effect of Oliveria decumbens and Pelargonium graveolens on healing of infected skin wounds in mice. World journal of plastic surgery, 5(3), 259.Sepahvand, R., Delfan, B., Ghanbarzadeh, S., Rashidipour, M., Veiskarami, G. H., & Ghasemian-Yadegari, J. (2014). Chemical composition, antioxidant activity and antibacterial effect of essential oil of the aerial parts of Salvia sclareoides. Asian Pacific journal of tropical medicine, 7, S491-S496.Gill, A. and Holley, R. (2006). Disruption of Escherichia coli, Listeria monocytogenes and Lactobacillus sakei cellular membranes by plant oil aromatics. International journal of food microbiology, 108(1): p. 1-9.Meral, R., Ceylan, Z., and Kose, S. (2019). Limitation of microbial spoilage of rainbow trout fillets using characterized thyme oil antibacterial nanoemulsions. Journal of Food Safety, 39(4): p. 12644.Yazgan, H. (2013). Effects of nanoemulsion based on sunflower oil on sensory, chemical and microbiological quality of sea bass (Dicentrarchus labrax) and sea bream (Sparus aurata) stored at chilled temperature (20 ±2 C). Department of Fisheries and Processing Technology, Institute of Natural and Applied Science, Cukurova University, Aldana Turkey.Özogul, Y., El Abed, N., & Özogul, (2022). Antimicrobial effect of laurel essential oil nanoemulsion on food-borne pathogens and fish spoilage bacteria. Food chemistry, 368, 130831.
  5. Luximon-Ramma, A., Bahorun, T., Soobrattee, M. A., & Aruoma, O. I. (2002). Antioxidant activities of phenolic, proanthocyanidin, and flavonoid components in extracts of Cassia fistula. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 50(18), 5042-5047.Seibert, J. B., Rodrigues, I. V., Carneiro, S. P., Amparo, T. R., Lanza, J. S., Frézard, F. J. G., Santos, O. D. H. d. (2019). Seasonality study of essential oil from leaves of Cymbopogon densiflorus and nanoemulsion development with antioxidant activity. Flavour and fragrance journal, 34(1), 5-14.Shahbazi, Y., Shavisi, N., Karami, N., & Kakaei, S. (2015). Chemical composition and in vitro antibacterial activity of Ferulago angulata (Schlecht.) Boiss essential oil. Pharmaceutical Sciences, 21(1), 6-11.Nykänen, A., Weckman, K., & Lapveteläinen, A. (2000). Synergistic inhibition of Listeria monocytogenes on cold-smoked rainbow trout by nisin and sodium lactate. International journal of food microbiology, 61(1), 63-72.Rabiei, S., Hosseini, H., Rezaei, M., Mousavi, T.(2013). Inhibitory effects of Ajowan essential oil on growth of Listeria monocytogenes in Rutilus frissi kutum broth medium and fillet. Iranian Journal of Nutrition Sciences & Food Technology, Vol. 8, No. 2.Sharifi, F., Khanzadi, S., Hashemi, M., & Azizzadeh, M. (2017). Control of Listeria monocytogenes and Escherichia coli O157: H7 inoculated on fish fillets using alginate coating containing lactoperoxidase system and Zataria multiflora boiss essential oil. Journal of Aquatic Food Product Technology, 26(9), 1014-1021.Safari, R., Bardani Amiri, Z., Yaqubzadeh, Z., Khajavi's truth, sh., (2015). Evaluation of growth changes of Pseudomonas fluorescens in minced meat of Kilka fish (Clupeonelladelicatula) containing biological preservatives. Caspian Sea Aquatic Journal. First year, number 3.
  6. Aghababaei, M., Kazemeini, H.R. and Shahavi, M.H. (2021). Investigating Chemical Composition of Zataria multiflora Boiss and Ziziphora clinopodioides Essential Oils in Chitosan Nanoemulsion Coating on Growth of Aeromonas Hydrophila Inoculated in Salmon Fillets. Iranian Journal of Nutrition Sciences and Food Technology, 16 (2): p. 99-109.
  7. Ahmadi, K., and Mohsenzadeh, M. (2023). Evaluation of antibacterial and antioxidant effect of gelatin-chitosan bilayer edible coating containing nanoemulsion of Perovskiaabrotanoides Kar. essential oil on growth control of Aeromonas hydrophila inoculated into rainbow trout fillet. Journal of Food Science and Technology (Iran). No. 133, Vol. 19.