مجله پژوهش در متابولیت‌های  گیاهی

مجله پژوهش در متابولیت‌های گیاهی

شناسایی ترکیبات شیمیایی و مقایسه خواص ضدباکتریایی اسانس­ میخک (Syzygium aromaticum) با نیسین

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه علوم و صنایع غذایی/دانشکده کشاورزی/دانشگاه زابل/زابل/ایران
2 گروه علوم و صنایع غذایی، موسسه آموزش عالی رودکی، تنکابن، ایران.
3 گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده مهندسی زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران
10.22034/jrpsm.2026.579834.1110
چکیده
سابقه و هدف :از چالش‌های مهم و جهانی بهداشت عمومی، بیماری‌های ناشی از مصرف خوراکی­ هاست که زیان‌های اقتصادی هنگفتی را به اقتصاد جوامع تحمیل می­نماید. در این بین باکتری­‌های بیماری‌زا نقش مهمی دارند. اثرات منفی نگهدارنده‌های شیمیایی بر سلامت انسان و مقاومت روزافزون بسیاری از میکروب‌ها در برابر عوامل ضدمیکروبی رایج، لزوم شناسایی جایگزین‌های ایمن و مؤثر را موجب شده است. امروزه بکارگیری نگهدارنده­ های کم خطر مانند اسانس‌های گیاهی و باکتریوسین‌ها موردتوجه قرار گرفته­ اند. اثرات ضدمیکروبی اسانس ­ها تابع نوع و مقدار اجزاء سازنده آنها قرار دارد. مقدار این ترکیبات تحت تاثیر عواملی مانند نوع گیاه، گونه، ترکیب خاک، اندام گیاه، سن، شرایط آب و هوایی منطقه رشد، روش اسانس گیری و تاریخ برداشت قرار دارد. میخک، گیاهی متعلق به خانواده میرتاسه (Myrtaceae) بوده و با نام علمیSyzygium aromaticum شناخته می‌شود. اجزای شیمیایی اسانس میخک، به‌ویژه اوژنول، سهم بالایی در خواص ضدمیکروبی آن دارند. نیسین پپتید ضدمیکروبی است که توسط Lactococcus lactis تولید می‌شود. این ماده تنها باکتریوسینی است که مجوز استفاده خوراکی به‌عنوان نگهدارنده را از FAO و WHO دریافت کرده است. هدف از این پژوهش، شناسایی اجزای شیمیایی سازنده اسانس جوانه میخک تجاری ایران (تقطیر با آب) و مقایسه خواص ضدمیکروبی آن با نیسین بر کنترل رشد برخی از مهم­ترین باکتری­های مولد بیمارهای غذایی بود تا موثرترین ترکیب ضد میکروب معرفی گردد.
مواد و روش ­ها:در این پژوهش، جوانه ­های میخک خشک شده از بازار محلی (زابل، ایران) تهیه گردید. اسانس گیری به کمک دستگاه کلونجر (تقطیر با آب) تحت دمای کنترل شده انجام شد. پس از آب گیری، نوع و مقدار ترکیبات شیمیایی اسانس میخک به کمک کروماتوگرافی گازی متصل به طیف‌سنج جرمی (GC-MS) شناسایی شدند. در این پژوهش شش سویه باکتریایی شامل لیستریامنوسیتوژنز NCTC 11994، استافیلوکوکوس اورئوس Bristol A9596، باسیلوس سرئوس ATCC 9634، اشریشیا کلی ATCC 25922، پسودوموناس آئروژینوزا ATCC 27853 و سالمونلا تیفی­موریوم ATCC 14028 بصورت لیوفلیزه از کلکسیون میکروبی سازمان پژوهش­های علمی و صنعتی ایران خریداری گردیدند. فعال سازی سویه­ها تحت شرایط کنترل شده و با استفاده از محیط کشت­های تریپتون سوی مایع (TSB) و تریپتون سوی آگار (TSA) صورت پذیرفت. در ادامه، اثرات ضدباکتریایی اسانس و نیسین به روش‌های انتشار در آگار در برابر سویه­های هدف با جمعیت CFU/ml 106 ارزیابی و نتایج برحسب میلی­متر هاله بازدارنده گزارش گردید. حداقل غلظت مهارکنندگی (MIC) و حداقل غلظت کشندگی (MBC) عوامل ضدمیکروبی به روش میکرودایلوشن و پلیت 96 خانه حاوی محیط کشت TSB تعیین شد. رقت­های تهیه شده اسانس از ۳/۰ تا μg/ml ۴00۰ و نیسین از ۸/۴ تا μg/ml 0/1023 متغیر بود. تجزیه‌ وتحلیل داده‌های به‌دست‌آمده با بهره­ گیری از نرم‌افزار SAS نسخه ۱/۹ انجام و مقایسه میانگین توسط آزمون چند دامنه ­ای دانکن در سطح ۵ درصد صورت پذیرفت.
یافته‌ها:تجزیه و تحلیل نتایج آزمون GC-MS ترکیبات اسانس میخک نشان داد در مجموع ۶۶/۹۳% کل اجزاء سازنده، شامل ۱۷ جزء مختلف شناسایی گردیدند. مهمترین ترکیبات شناسایی شده شامل اوژنول (۲۷/۵۴%)، ترنس-بتا-کاریوفلن (۱۳/۲۱%) و اوژنول استات (۱۸/۱۱%) بود. ارزیابی فعالیت ضدباکتریایی اسانس میخک و نیسین به روش انتشار در آگار اثر معناداری بر مهار رشد تمای سویه ­های ثبت نمود (p˂0.05). بیشترین و کمترین اثر مهارکنندگی رشد باکتریایی اسانس میخک بترتیب در برابر سویه­ های گرم منفی­ اشریشیاکلی (mm 6/29) و سالمونلا تیفی‌موریم (mm 2/11) ثبت شد. نیسین بیشترین تاثیرگذاری را بر مهار رشد سویه­ های گرم مثبت در مقایسه با گرم منفی نشان داد (p˂0.05). بیشترین هاله بازدارندگی رشد نیسین در برابر سویه لیستریامنوسیتوژنز (mm 3/14) و کمترین مقدار برای سویه گرم منفی سالمونلا تیفی­موریم (mm 6/8) تعیین گردید (p˂0.05). عوامل ضدباکتریایی مورد بررسی در این پژوهش تاثیرات متفاوتی را بر مقادیر MIC و MBC نشان دادند. بیشترین مقادیر MIC و MBC از تأثیر اسانس میخک بر سویه سالمونلا تیفی­موریم به ترتیب با مقادیر 250 و µg/ml 5000، و کمترین مقادیر نیز در برابر سویه اشریشیا کلی با مقادیر 156 و µg/ml 156 بدست آمد. کمترین مقدار MIC نیسین با غلظت µg/ml 63 در برابر بر سویه­ های استافیلوکوکوس اورئوس، باسیلوس سرئوس و پسودوموناس آئروژنز ثبت گردید که نشان دهنده حساسیت بیشتر این سویه ­ها بود.
نتیجه گیری:نیسین و اسانس میخک تاثیرات مهارکنندگی رشد قابل توجهی را نشان دادند. نتایج آزمون ضدباکتریایی میکرودایلوشن نشان داد نیسین در مقایسه با اسانس میخک موثرتر است (
p˂0.05). اسانس میخک بخوبی توانست رشد سویه اشرشیاکلی را کنترل نماید. نتایج این پژوهش نشان داد علیرغم تفاوت در مقادیر ترکیبات سازنده اسانس میخک در مقایسه با سایر گزارشات علمی منتشر شده، می­تواند به عنوان جایگزین نگهدارنده­ های شیمیایی مورد توجه قرار گیرد. در این خصوص ضروریست به سویه هدف و غلظت عامل ضدباکتریایی توجه گردد. بااین‌وجود، تأیید نهایی بکارگیری ترکیبات مورد بررسی، نیازمند انجام پژوهش ­های بالینی و کاربردی در مواد غذایی است.
کلیدواژه‌ها

Alhaithloul, H.A., Soliman, M. H., Ameta, K. L., El-Esawi, M. A., & Elkelish, A. (2020). Changes in ecophysiology, osmolytes, and secondary metabolites of the medicinal plants of Mentha piperita and Catharanthus roseus subjected to drought and heat stress. Biomolecules, 10, 43-64.
Barak, T. H., Gültekin, E., Senturk, T. B., & Ozdemir, K. (2025). Evaluation of commercial Syzygium aromaticum L. (clove) essential oil samples from market in accordance with the European Pharmacopoeia 10.0 criteria. Journal of Research in Pharmacy, 28 (4), 1088-1098.
Bennett. S., Said, L. B., Lacasse, P., Malouin, F., & Fliss I. (2021). Susceptibility to Nisin, Bactofencin, Pediocin and Reuterin of Multidrug Resistant Staphylococcus aureus, Streptococcus dysgalactiae and Streptococcus uberis Causing Bovine Mastitis. Antibiotics, 10, 1-12.
Carvalho, M., Albano, H., & Teixeira, P. (2018). In Vitro Antimicrobial Activities of Various Essential Oils Against Pathogenic and Spoilage Microorganisms. Journal of Food Quality and Hazards Control, 5, 41-48.
Chen, X., Bai, H., Mo, W., Zheng, X., Chen, H., Yin, Y., & et al. (2025). Lactic Acid Bacteria Bacteriocins: Safe and Effective Antimicrobial Agents. Int J Mol Sci. 26 (9), 4124.
Dashtisarmadi, K., Najafi, M. A., Miri, M., & Najafi, Q. S. (2024). Antimicrobial properties of basil (Ocimum basilicum L.) and sage (Salvia officinalis L.) separately and in combination on inhibiting the growth of some food spoilage bacteria.  Journal of Research in Plant Metabolites, 2 (2), 59-72. [In Persian]
Freitas, V. D. d., Coelho, E. L. J., Moreira, J. M. A. R., Dutra, V., Sousa, V. R. F., & Almeida, A. d. B. P. F. d. (2025). Antibacterial Activity of Clove Essential Oil (Syzygium aromaticum) Against Oxacillin-Resistant Staphylococcus pseudintermedius Isolated from Dogs with Otitis Externa. Pathogens, 14, 709.
Firouzi, A.F., Baghaeifar, S., Taheri, E., Farhoudi, S. J. M., Safi, M., Seyyed, S. N., & et al. (2020). Enhanced anticancer potency of doxorubicin in combination with curcumin in gastric adenocarcinoma. J Biochem Mol Toxicol, e22486.
Haro-González, J. N., Castillo-Herrera, G. A., Martínez-Velázquez, M., & Espinosa-Andrews, H. (2021). Clove Essential Oil (Syzygium aromaticum L. Myrtaceae): Extraction, Chemical Composition, Food Applications, and Essential Bioactivity for Human Health. Molecules, 26, 6387.
Huang, M., Li, F., He, W., & Zhong, Q. (2025). Synergistic antibacterial activities of nisin with tea polyphenol, and rhamnolipid against Bacillus cereus and the applications in pasteurized milk and cooked rice. Food Bioscience, 71, 107110.
Kor, N., Alinaghizadeh, M. M., Heydari, F., Molaei, R., Hajipour, P., Azizi, S., & Sakhaee, E. (2026). The Antibacterial and Wound-Healing Effects of Clove (Syzygium aromaticum) Essential Oil on Burn Wounds Contaminated with Pseudomonas aeruginosa in Rats. Veterinary and Comparative Biomedical Research. 3 (1), 1 – 11.
Li, L. Q., Yu, Y. B., Zhang, S. Y., Liu, Z. C., Pan, L. Y., Liang, T. X., & et al. (2025). Antibacterial Stability of Novel Nisin/Carboxylic Curdlan Complexes. Foods, 14 (23), 4007.
Maha, M. B., Hanaa, M. H., Maha O. A. O., Waled, M. A., Salma, M. G., Sameh, A. K., & et al. (2025). Effects of clove (Syzygium aromaticum) extract on antibacterial activity, phytochemical properties, and storage quality of flavored milk beverages. Journal of Dairy Science, 108, 4, 3300-3313.
Michel, I., Lobietti, M., Danthu, P., Penot, E., Velonjara, F., Jahiel, M., & Michels, T. (2021). Agroforestry innovation by smallholders facing uncertainty: The case of clove-based cropping systems in Madagascar. European Journal of Agronom. 123, 126218.
Nada, H. G., Mohsen, R., Zaki, E. M., & Aly, A. A. (2022). Evaluation of chemical composition, antioxidant, antibiofilm and antibacterial potency of essential oil extracted from gamma irradiated clove (Eugenia caryophyllata). Food Meas. Charact, 16, 673–686.
Najafi, M. A., Ayinechi, A., Bahmani, Z. A., & Najafi, Q.A. (2023). Chemical composition and antibacterial activity of essential oils of basil (Ocimum baslicum L.), rosemary (Rosmarinus officinalis L.) and cumin (Cuminum cyminum L.) in comparison with nisin. New Findings in Veterinary Medicine, 6, 2, 98-107. [In Persian].
Saravani Pak., E., Najafi, M. A., Tavakoli, M., & Soltani Tehrani, N. (2021). Evaluation antimicrobial effects of new edible film from Persian gum incorporated with Saffron extract and nisin, on chicken fillets under chilled conditions. New Findings in Veterinary Microbiology, 4, 23-36. [In Persian].
Shahbazi, Y., & Shavis, N. (2019) Antimicrobial effects of Mentha spicata essential oil and methanolic carrot extract against Staphylococcus aureus and Listeria monocytogenesin fish soup. Pharm Biomed Res. 2019; 5(1): 32-38.
Vafaei Malekabadi, A., Karimi .E., & Eskouian .E. (2021). Comparison of antioxidant, antibacterial, and cytotoxic effects of clove essence and clove essence nanoemulsion. Scientific Journal of Ilam University of Medical Sciences, 29 (3), 26-37. [In Persian].
Wadi, M. A. (2025). Evaluation of antibacterial activity and chemical analysis of clove aqueous extract (Syzygium aromaticum). BMC Complement Med Ther, 21, 25, 146.