شناسایی گروه‌های عاملی، محتوای فنل و فلاونوئید کل، پتانسیل آنتی‌اکسیدانی و فعالیت ضدمیکروبی عصاره آبی فلفل سیاه و برهمکنش آن با آنتیبیوتیک‌های کلرامفنیکل و آمفوتریسین B

نوع مقاله : مقاله پژوهشی فارسی

نویسندگان

• احسان صفری
• حسن برزگر
• حسین جوینده
• بهروز علیزاده بهبهانی
• محمد نوشاد

گروه علوم و مهندسی صنایع غذایی، دانشکده علوم دامی و صنایع غذایی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، ملاثانی، ایران

https://doi.org/10.22067/ifstrj.2022.74583.1132

چکیده

در این پژوهش، گروه‌های عاملی زیست فعال، محتوای تام فنلی و فلاونوئید، پتانسیل آنتی‌اکسیدانی و فعالیت ضدمیکروبی عصاره آبی فلفل سیاه و همچنین برهمکنش آن با آنتی بیوتیک‌های کلرامفنیکل و آمفوتریسین B در شرایط آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج طیف‌سنجی فروسرخ عصاره فلفل سیاه، پیک‌های مشاهده شده مؤید حضور گروه‌های عاملی O-H (cm^-1 3000-3500)،C-H  (cm^-1 2800-3000 )، C=O (cm^-1 52/1633 – 62/1613) و C-O (cm^-1 82/1038- 57/1000) ترکیبات زیست فعال بود. میزان فنل کل عصاره فلفل سیاه برابر 12/45 میلی‌گرم گالیک اسید بر گرم عصاره و میزان فلاونوئید آن برابر با 66/29 میلی‌گرم کوئرستین بر گرم عصاره بدست آمد. نتایج‌ حاصل از فعالیت آنتی‌اکسیدانی برحسب فاکتور IC₅₀ به‌روش(2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl)  DPPH و ABTS (2,2-azinobis 3-ethyl-benzothiazoline-6-sulfonic acid) به ترتیب μg/ml 37/32 و 45/28 بود. زوال رنگ بتا کاروتن برای فعالیت آنتی­اکسیدانی 45/46 درصد بدست آمد. در روش انتشار در دیسک بیشترین قطر هاله عدم رشد (16 میلی‌متر) عصاره فلفل سیاه در غلظت 70 میلی­گرم بر میلی­لیتر مربوط به گونه قارچی آسپرژیلوس نایجر بود. در روش چاهک در آگار بیشترین قطر هاله عدم رشد در کمترین غلظت (10 میلی­گرم بر میلی­لیتر) مربوط به گونه قارچی آسپرژیلوس نایجر با قطر هاله 40/8 میلی­متر بود، همچنین در این غلظت هیچ گونه هاله عدم رشد برای گونه باکتریایی  اشرشیا کلی مشاهده نگردید. نتایج حاصل نشان داد که حداقل غلظت بازدارندگی برای اشرشیا کلی، سودوموناس ائروژینوزا، استافیلوکوکوس اورئوس، باسیلوس کواگولانس و آسپرژیلوس نایجر به ترتیب 32، 16، 4، 8 و 4 میلی­گرم بر میلی­لیتر بود. نتایج حاصل از برهمکنش عصاره فلفل سیاه با آنتی­بیوتیک کلرامفنیکل نشان داد که گونه­های باکتریایی اشرشیا کلی، سودوموناس ائروژینوزا و استافیلوکوکوس اورئوس حالت هم‌افزایی داشت اما برای گونه گرم مثبت باسیلوس کواگولانس حالت اثر کاهندگی مشاهده شد.

کلیدواژه‌ها

• خاصیت ضدمیکروبی
• فلفل سیاه
• طیف‌سنجی تبدیل فوریه فرو سرخ
• فعالیت آنتی‌اکسیدانی
• عصاره

موضوعات

• زیست فناوری مواد غذایی

مراجع

1. Abd EL-Tawab., A, Ahmed, Ammar, M.A., Hamouda, M.A., El-Hofy, F., & Elgamal, A. (2017). Synergistic antimicrobial activity of black pepper extract with some antibiotics combination on Escherichia coli isolated from chickens. Benha Veterinary Medical Journal 32(1): 1–6. https://doi.org/10.21608/bvmj.2017.31104.

   2. Ahmed Chaudhry, N.M., & Tariq, P. (2006). Bactericidal activity of black pepper, bay leaf, aniseed and coriander against oral isolates. Pakistan Journal of Pharmaceutical Sciences 19(3): 214-8.
   3. Alizadeh Behbahani, B., & Shahidi, F. (2019). Melissa officinalis essential oil: Chemical compositions, antioxidant potential, total phenolic content and antimicrobial activity. Nutrition and Food Sciences Research 6(1): 17-25. http://doi.org/10.29252/nfsr.6.1.17.
   4. Alizadeh Behbahani, B., Tabatabaei Yazdi, F., Mortazavi, A., Zendeboodi, F., Gholian, M.M., & Vasiee, A. (2013a). Effect of aqueous and ethanolic extract of Eucalyptus camaldulensis L. on food infection and intoxication microorganisms “in vitro”. Archives of Advances in Biosciences 4(3): 89-99.
   5. Ansaripour, A., Mehrnia, M.A., Noshad, M., Barzegar, H., & Alizadeh Behbahani, B. (2019). Antimicrobial effect of garlic essential oil on a number of foodborne pathogens and determination of its chemical composition and antioxidant activity. Journal of Food Science and Technology (Iran) 91(16): 17-29.
   6. Asghari ,M.H., Gharib, A., & Faezizadeh, Z. (2010). In vitro anti-fungal and toxicity of spray-dried amphotericin B-loaded poly lactideglycolide nanocapsules. Scientific Journal of Ilam University of Medical Sciences 18(3): 19-28.
   7. Barzegar, H., Alizadeh Behbahani, B., & Mehrnia, M.A. (2019). Identification of the chemical compounds and antibacterial activity of Ocimum basilicum essential oil and the effects of its interaction with tetracycline and chloramphenicol antibiotics on some pathogenic microorganisms causing infection and food poisoning. Journal of Food Science and Technology (Iran) 90(16): 113-125.
   8. Barzegar, H., Alizadeh Behbahani, B., & Noshad, M. (2021). Evaluation of total phenol and flavonoid contents, antioxidant and antimicrobial activity of Lawsonia inermis aqueous extract against some Gram- positive and Gram- negative bacteria. Journal of Food Science and Technology (Iran) 116(18): 327-335. http://doi.org/10.52547/fsct.18.116.327.

   9.Burt, S. (2004). Essential oils: their antibacterial properties and potential applications in foods- a review. International Journal of Food Microbiology 94: 223–253. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2004.03.022.

   10. Dehghan Tanha, R., Aminifard, M.H., & Bayat, H. (2018). Effect of ultrasound on extraction of carotenoids of lycopene and beta-carotene from chili pepper fruit and response surface optimization of extraction conditions. Journal of Food Science and Technology (Iran) 72(14): 177-185.
   11. Dehghan, N., Barzegar, H., Mehrnia, M.A., & Jooyandeh, H. (2018). Investigation on the effect of Methanolic Bene (pistachia atlantica) hull extract on oxidative stability of soybean oil, Innovative Food Technologies 5(3): 499-507. https://doi.org/10.22104/jift.2018.2577.1607.
   12. Dorman, H., & Deans, S. (2000). Antimicrobial agents from plants: antibacterial activity of plant volatile oils. Journal of Applied Microbiology 88(2): 308-16. https://doi.org/10.1046/j.1365-2672.2000.00969.x.
   13. Eigenmann, P.A., & Haenggeli, C.A. (2004). Food colourings and preservatives- allergy and hyperactivity. Lancet 364: 823-824. https://psycnet.apa.org/doi/10.1016/S0140-6736(04)16996-1.
   14. Fan, L.S., Muhmad, R., Omar, D., & Rahimani, M. (2011). Insecticidal properties of Piper nigrum fruit extracts and essential oils against Spodoptera litura. International Journal of Agriculture and Biology 13: 517-522. https://doi.org/10–500/ZIP/2011/13–4–517–522.
   15. Ganesh, P., Suresh Kumar, R,. & Saranraj, P. (2014). Phytochemical analysis and antibacterial activity of Pepper (Piper nigrum L.) against some human pathogens. Central European Journal of Biology 3(2):36-41.
   16. Granata, G., Stracquadanio, S., Leonardi, M., Napoli, E., & Consoli, G.M.L. (2018). Essential oils encapsulated in polymer-based nanocapsules as potential candidates for application in food preservation. Food Chemistry 269: 286-292. http://doi.org/10.1016/j.foodchem.2018.06.140.
   17. Gupta, K.R., Chawla, P., Tripathi, M., Shukla, K.A., & Pandey, A. (2014). Synergistic antioxidant activity of tea with ginger, black pepper and tulsi. International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences 6(5): 477-479. https://doi.org/10.4103%2F2231-4040.85538.
   18. Hikal, D.M. (2018). Antibacterial activity of piperine and black pepper oil. Biosciences Biotechnology Research Asia 15(4): 877-880. http://doi.org/10.13005/bbra/2697.
   19. Jeena, K., Liju, V.B., Umadevi, N., & Kuttan, R. (2014). Antioxidant, anti-inflammatory and antinociceptive properties of black pepper essential oil (Piper nigrum L.). Journal of Essential oil Bearing Plants 17: 1-12. https://doi.org/10.1080/0972060X.2013.831562.
   20. Kak, M., Abdulkadhim, H.M. & Noori, S.I. (2016). Chemical composition and anti-bacterial effects of clove (Syzygium aromaticum) flowers. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences 5(2): 483-489. http://doi.org/10.20546/ijcmas.2016.502.054.
   21. Karsha, P.V., & Lakshmi, O.B. (2010). Antibacterial activity of black pepper (Piper nigrum L.) with special reference to its mode of action on bacteria. Indian Journal of Natural Products and Resources 1(2): 213-15.
   22. Lee, J.G., Chae, Y., Shin, Y., & Jun Kim, Y. (2020). Chemical composition and antioxidant capacity of black pepper pericarp. Biological Chemistry 63(35): 1-9. https://doi.org/10.1186/s13765-020-00521-1.
   23. Minooeian Haghighi, M.H., & Khosravi, A. (2014). Effects of anti-aflatoxin of essential oils of Cuminum cyminum, Ziziphora clinopodioides and Nigella sativa. International Journal of Food Microbiology 13: 396-404.
   24. Nagy, M., Sonia, A., Socacl Tofana, M., Carmen, P, Muresan, C., Viorica, A., Salanta, L., & Ancuta, M. (2015). Determination of total phenolics, antioxidant capacity and antimicrobial activity of selected aromatic spices. Napoca Food Science and Technology 72(1):83-85. https://doi.org/ 10.15835/buasvmcn-fst:11094.
   25. Namazi, P., Barzegar, H., Alizadeh Behbahani, B., & Mehrnia, M.A. (2021). Evaluation of functional groups of bioactive compounds, antioxidant potential, total phenolic and total flavonoid content of red bell pepper extracts. Journal of Food Science and Technology (Iran) 113(14): 301- 311. http://doi.org/10.52547/fsct.18.113.301.
   26. Norouzi, F., Hojjati, M., Jooyandeh, H., & Barzegar. (2018). Study of the possibility of application of tarragon essential oil in mayonnaise as a natural additive. Journal of Food Research 25(3): 85-99.
   27. Noshad, M., Alizadeh Behbahani, B., & Barzegar, H. (2021). Determiniation of the antioxidant and antimicrobial activity of the hydroalcoholic extract of Echinacea angustifolia against Escherichia coli, Salmonella typhi, Staphylococcus aureus and Bacillus cereus. Iranian Journal of Infectious Diseases 93: 44-53.
   28. Pino, J., Borges, P., & Sanchez, R. (1992). Alcohol deterpenation of black pepper. International Journal of Food Science and Technology 27(5): 551–555.
   29. Pisoschi, A.M., Pop, A., Georgescu, C., Turcus, V., Olah, N.K., & Mathe, E. (2018). An overview of natural antimicrobials role in food. European Journal of Medicinal Chemistry 143: 922–935. http://doi.org/10.1016/j.ejmech.2017.11.095.
   30. Pundir, R.K, & Jain, P. (2010). Comparative studies on the antimicrobial activity of black pepper (Piper nigrum) and extracts. International Journal of Applied Biology and Pharmaceutical Technology 1(2): 492-500.
   31. Rawat, S. (2015). Food Spoilage: Microorganisms and their prevention. Asian Journal of Plant Science and Research 5: 47-56.
   32. Roman, S., Sanchez-Siles, L.M., & Siegrist, M. (2017). The importance of food naturalness for consumers: Results of a systematic review. Trends in Food Science & Technology 67: 44-57. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2017.06.010.
   33. Sabbagh, S.K., Dehbashi, S., & Mazaheri Naeeni, M. (2015). Antimicrobial activity of ethanolic extract of black pepper (Piper nigrum) and march (Peganum harmala) against antibiotic-resistant of Staphylococcus aureus strains, bimonthly. Journal of Sabzevar University of Medical Sciences 22(5): 854-861.
   34. Tabatabaei Yazdi, F., & Alizadeh Behbahani, B. (2013). Antimicrobial effect of the aqueous and ethanolic Teucrium polium L. extracts on Gram positive and Gram negative bacteria “in vitro”. Archives of Advances in Biosciences 4(4): 56-62. https://doi.org/10.22067/ifstrj.2022.74472.1130.
   35. Tanavar, H., Barzegar, H., Alizadeh Behbahani, B., & Mehrnia, M.A. (2020). Evaluation of the antimicrobial activity of Mentha pulegium essential oil on some foodborne pathogens and its interaction with gentamicin and chloramphenicol in vitro, Journal of Food Science and Technology (Iran) 97(16): 77-87. http://doi.org/10.29252/fsct.16.97.77.
   36. Tooryan, F., & Azizkhani. M. (2019). Effect of orange juice concentrate and chitosan coating enriched with black pepper (Piper nigrum) essential oil on improvement of antioxidant and sensory properties of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) fillet. Iranian Food Science and Technology Research Journal 15(2): 381-394. https://doi.org/10.22067/ifstrj.v15i2.71775.
   37. WHO. (2015b). Country statistics (http://www.who.int/gho/countries/brn.pdfua=1