بررسی اثر ضد میکروبی رنگدانه نوربیکسین تجاری (Bixa orellana L.) بر باکتری های پاتوژن و عامل فساد مواد غذایی در محیط in vitro

نویسندگان
احمد نصرالله زاده 1
محمود رضا زاد باری 2
هادی الماسی 3
مهران مرادی 4
سید محمد علی ابراهیم زاده موسوی 5
1 دانشجوی دکترای تخصصی، گروه علوم و مهندسی صنایع غذایی، دانشگاه ارومیه، ایران.
2 استاد گروه علوم و مهندسی صنایع غذایی، دانشگاه ارومیه، ایران.
3 دانشیار گروه علوم و مهندسی صنایع غذایی، دانشگاه ارومیه، ایران.
4 دانشیار گروه دامپزشکی، دانشگاه ارومیه، ایران.
5 استاد گروه علوم و مهندسی صنایع غذایی، دانشگاه تهران، ایران.
10.52547/fsct.18.119.133
چکیده
نوربیکسین بخش محلول در آب رنگدانه طبیعی آناتو است که دارای خواص درمانی، ضدسرطانی و آنتی­اکسیدانی می­باشد. این مطالعه با هدف بررسی اثر ضد میکروبی نوربیکسین تجاری 1 درصد (که در به طور گسترده در صنعت غذا مورد استفاده قرار می­گیرد) بر باکتری­­های کلستریدیوم اسپورژنز، استافیلوکوکوس اورئوس، لیستریا مونوسایتوژنز، اشریشیا کلی، سالمونلا تیفی موریوم و باسیلوس لیشنی فرمیس انجام شد. در این پژوهش برای ارزیابی اثر ضدمیکروبی و اثر بازدارندگی عصاره نوربیکسین از دو روش چاهک دیفیوژن (Well diffusion) و دیسک دیفیوژن (Disk diffusion) در غلظت­های2، 4، 6 و 8 درصد نوربیکسین (1 درصد) استفاده گردید. نتایج حاصل از روش چاهک نشان داد که استافیلوکوکوس اورئوس با میزان mm 74/22 و باکتری کلستریدیوم اسپورژنز با میزان mm 44/14 بترتیب بیشترین و کمترین حساسیت را از خود نشان دادند. نتایج حاصل از روش دیسک نشان داد که بیشترین میانگین قطر هاله بازدارندگی نوربیکسین در همه غلظت­های مورد آزمون بر روی باکتری لیستریا مونوسایتوژنز با میانگین قطر mm 09/19 بود و بعد از آن مربوط به استافیلوکوکوس اورئوس در غلظـت 4 درصـد با قطر mm 21/18بود. همچنین مشاهده گردید که در روش دیسک دیفیوژن، نوربیکسین توانست در غلظت­های 4 و 8 درصد از رشد باکتری اشریشیا کلی (mm 09/9) نیز جلوگیری نماید. بر اساس نتایج حاصله مشخص شد که نوربیکسین هم بر باکتری­های گرم مثبت و هم گرم منفی اثر بازداندگی دارد و این اثر بر باکتری­های گرم مثبت بیستر از انواع گرم منفی بود. بنابراین با توجه به مضرات نگهدارنده­های سنتزی و با توجه به خواص منحصر بفرد رنگدانه نوربیکسین تجاری نظیر طبیعی و ایمن بودن، دارا بودن خواص ضد میکروبی و درمانی و همچنین مقاومت حرارتی خوبی که به دلیل ساختمان آپوکاروتنوئیدی طی فرآوری از خود نشان می­دهد، می­توان از این رنگدانه بعنوان یک نگهدارنده طبیعی ضد باکتریایی و دارای خواص سلامت بخشی در مواد غذایی مختلف استفاده نمود.
کلیدواژه‌ها
نوربیکسین
تجاری
رنگدانه
دیسک دیفیوژن
چاهک دیفیوژن
ضد میکروبی

موضوعات

عنوان مقاله English

Evaluation of antimicrobial effect of Commercial Norbixin pigment (Bixa orellana L.) against pathogenic bacteria and food spoilage in vitro

نویسندگان English

Ahmad Nasrollahzadeh 1
MAHMOUD REZAZAD 2
ALMASI almasi 3
MEHRAN moradi 4
seyed mohamad ali ebrahimzade mousavi 5
1 Department of Food Science and technology
2 Department of Food Science and Technology
3 Department of Food Science and Technology
4 Department of Food Science and Technology
5 Department of Food Science and Technology
چکیده English

Norbixin is the water-soluble part of anatto natural pigment which has healing, anti-cancer and antioxidant properties. The aim of this study was to evaluate the antimicrobial effect of commercial Norbixin 1% (widely used in the food industry) on Clostridium sporogenes, Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, Escherichia coli, Salmonella typhimurium and Bacillus licheniformis. In this study, two methods of Well diffusion and Disk diffusion were used to evaluate the antimicrobial effect of Norbixin (1%) at concentrations of 2, 4, 6 and 8%. The results of the Well method showed that Staphylococcus aureus with 22.74 mm and Clostridium sporogenes with 14.44 mm have revealed the highest and lowest sensitivity, respectively. The results of Disk method showed that the highest mean diameter of Norbixin inhibitory in all tested concentrations is attributed to Listeria monocytogenes with mean diameter of 19.09 mm and then is related Staphylococcus aureus at a concentration of 4% with a diameter of 18.21 mm. It was also observed that in the Disk diffusion method, Norbixin was able to prevent the growth of Escherichia coli (9.09 mm) at concentrations of 4 and 8%. Accordingly, it was found that Norbixin has an inhibitory effect on both gram-positive and gram-negative bacteria, and this effect on gram-positive bacteria was more than gram-negative. Therefore, due to the disadvantages of synthetic preservatives and the unique properties of commercial Norbixin pigments such as natural and safe, having antimicrobial and therapeutic properties as well as good thermal resistance (because of apocarotenoid structure during processing), this pigment can be used as a natural antibacterial preservative and health-giving properties in various foods.

کلیدواژه‌ها English

Keywords: Norbixin
commercial
Disc diffusion
Well Diffusion
Antimicrobial
[1] Henry BS. Natural food colors, in Natural Food Colorants.G.A.F. Hendry and J.D.
Houghton, Eds. Chapman & Hall, New York.1996. 40-79.
[2] McCann D, Barrett A, Cooper A, Crumpler D, Dalen L, Grimshaw K, Kitchin E, Lok K, Porteous L, Prince E, Sonuga-Barke E. Food additives and hyperactive behaviour in 3-year-old and 8/9-year-old children in the community: a randomised, double-blinded, placebo-controlled trial. The lancet. 2007 Nov 3; 370(9598):1560-7.
[3] Nichenametla SN, Taruscio TG, Barney DL, Exon JH. A review of the effects and mechanisms of polyphenolics in cancer. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2006 Mar 1; 46 (2):161-83.
[4] De Marco R, Vieira AM, Monteiro A, Bergamasco R. Microencapsulation of annatto seed extract: stability and application. Chemical Engineering Transactions. 2013 Jun 20; 32: 1777-82.
[5] Boschetto DL, Aranha EM, de Souza AA, Souza SM, Ferreira SR, Priamo WL, Oliveira JV. Encapsulation of bixin in PHBV using SEDS technique and in vitro release evaluation. Industrial Crops and Products. 2014 Sep 1; 60: 22-9.
[6] Lim TK. Edible medicinal and non-medicinal plants. Dordrecht, the Netherlands: Springer; 2012.
[7] Satyanarayana A, Prabhakara Rao PG, Rao DG. Chemistry, processing and toxicology of annatto (Bixa orellana L.). Journal of Food Science and Technology. 2003 Mar 1; 40 (2):131-41.
[8] Barnicoat CR. 151. The reactions and properties of annatto as a cheese colour, with particular reference to the chemistry of cheese discoloration. Journal of Dairy Research. 1937 Jan; 8(1):61-73.
[9] Tibodeau JD, Isham CR, Bible KC. Annatto constituent cis-bixin has selective antimyeloma effects mediated by oxidative stress and associated with inhibition of thioredoxin and thioredoxin reductase. Antioxidants & Redox Signaling. 2010 Oct 1; 13(7):987-97.
[10] Kurniawati PT, Soetjipto H, Limantara L. Antioxidant and antibacterial activities of Bixin pigment from Annatto (Bixa orellana L.) seeds. Indonesian Journal of Chemistry. 2007; 7 (1):88-92.
[11] Irobi ON, Moo-Young M, Anderson WA. Antimicrobial activity of Annatto (Bixa orellana) extract. International Journal of Pharmacognosy. 1996 Jan 1; 34 (2):87-90.
[12] Rao PP, Satyanarayana A, Rao DG. Effect of storage on the stability of water soluble annatto dye formulation in a simulated orange-RTS beverage model system. LWT-Food Science and Technology. 2002 Nov 1; 35 (7):617-21.
[13] Duke JA, editor. CRC handbook of medicinal spices. CRC press; 2002 Sep 27.
[14] Giridhar P, Venugopalan A, Parimalan R. A review on annatto dye extraction, analysis and processing–A Food Technology Perspective. Journal of Scientific Research and Reports. 2014:327-48.
[15] de Lima RA, Azevedo L, Ribeiro LR, Salvadori DM. Study on the mutagenicity and antimutagenicity of a natural food colour (annatto) in mouse bone marrow cells. Food and Chemical Toxicology. 2003 Feb 1; 41(2):189-92.
[16] Galindo-Cuspinera V, Westhoff DC, Rankin SA. Antimicrobial properties of commercial annatto extracts against selected pathogenic, lactic acid, and spoilage microorganisms. Journal of Food Protection. 2003 Jun; 66 (6):1074-8.
[17] Abere TA, Onyekweli AO, Ukoh GC. In vitro antimicrobial activity of the extract of Mitracarpus scaber leaves formulated as syrup. Tropical Journal of Pharmaceutical Research. 2007 Jul 31; 6 (1):679-82.
[18] Igbinosa OO, Igbinosa EO, Aiyegoro OA. Antimicrobial activity and phytochemical screening of stem bark extracts from Jatropha curcas (Linn). African Journal of Pharmacy and Pharmacology. 2009 Feb 28; 3 (2):058-62.
[19] Sethubathi GV, Prabu VA. Antibacterial activity of cyanobacterial species from adirampattinam coast, southeast coast of palk bay. Current Research Journal of Biological Sciences. 2010 Jan 5; 2 (1):24-6.
[20] Skaltsa HD, Demetzos C, Lazari D, Sokovic M. Essential oil analysis and antimicrobial activity of eight Stachys species from Greece. Phytochemistry. 2003 Oct 1; 64(3):743-52.
[21] McKeegan KS, Borges-Walmsley MI, Walmsley AR. Microbial and viral drug resistance mechanisms. Trends in Microbiology. 2002 Oct 1; 10(10):s8-14.
[22] Silva RB, Almeida CR, Chavasco JM, Chavasco JK. Antimycobacterial activity evaluation and MIC determination of liophilizated hydroalcoholic extracts of Bixa orellana L., Bixaceae. Revista Brasileira de Farmacognosia. 2010; 20:171-4.
[23] Garcıa VN, Gonzalez A, Fuentes M, Aviles M, Rios MY, Zepeda G, Rojas MG. Antifungal activities of nine traditional Mexican medicinal plants. Journal of ethnopharmacology. 2003 Jul 1; 87 (1):85-8.
[24] Huhtanen CN. Inhibition of Clostridium botulinum by spice extracts and aliphatic alcohols. Journal of Food Protection. 1980 Mar; 43 (3):195-6.
[25] Sumathi P, Parvathi A. Antibacterial potential of the aqueous and organic extracts of Bixa orellana L. International Journal of Pharma and Bio Sciences. 2011; 2 (2).